JPH0424147B2 - - Google Patents

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JPH0424147B2
JPH0424147B2 JP6867984A JP6867984A JPH0424147B2 JP H0424147 B2 JPH0424147 B2 JP H0424147B2 JP 6867984 A JP6867984 A JP 6867984A JP 6867984 A JP6867984 A JP 6867984A JP H0424147 B2 JPH0424147 B2 JP H0424147B2
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JP
Japan
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weaving
data
tool
direction vector
vector
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JP6867984A
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Japanese (ja)
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JPS60213362A (en
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Takahide Nagahama
Kazunobu Kojo
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0424147B2 publication Critical patent/JPH0424147B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/24Features related to electrodes
    • B23K9/28Supporting devices for electrodes
    • B23K9/287Supporting devices for electrode holders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/02Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/032Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工業用ロボツトの自動ウイービン
グ装置に係り、殊に複雑な形状のワークに対して
も容易にウイービングをなしうる自動ウイービン
グ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic weaving device for industrial robots, and particularly to an automatic weaving device that can easily weave even complex-shaped workpieces.

工業用ロボツトの中でも溶接,塗装,研磨,研
削加工等を行うものにおいては、溶接斑,塗斑,
その他の加工斑を防止するために、ウイービング
を行うことが必要である。
Among industrial robots, those that perform welding, painting, polishing, grinding, etc.
Weaving is necessary to prevent other processing irregularities.

ウイービングは、ウイービングのない軌跡に対
して直角方向に周期的に変化するシフト量(一般
的にはサインカーブ(単振動)や台形,三角パタ
ーンが多い)をウイービングのない軌跡に加算す
るが、たとえば第1図に示すような⊥字形のワー
クHのすみ肉部Aを溶接の場合、ワークHを第1
図aのように傾けて置いたときは水平方向(矢印
α1)に行うのが好ましく、またワークHを第1図
bのように置いたときは無数にある本来の直角方
向の内、水平面から45゜方向(矢印α2)に行うの
が好ましいとされているように、状況に応じて水
平面からの方向を適切に選択して行わなければな
らない。
Weaving involves adding to a trajectory without weaving a shift amount that changes periodically in the direction perpendicular to the trajectory without weaving (generally, a sine curve (single harmonic motion), trapezoidal, or triangular pattern). When welding the fillet part A of a ⊥-shaped workpiece H as shown in Fig. 1, the workpiece H is
When the workpiece H is placed at an angle as shown in Figure 1, it is preferable to do it in the horizontal direction (arrow α 1 ), and when the workpiece H is placed as shown in Figure 1B, it is preferable to do it in the horizontal direction among the countless original right angle directions. The direction from the horizontal plane must be appropriately selected depending on the situation, as it is said that it is preferable to do it in the 45° direction (arrow α 2 ) from the horizontal plane.

そこで従来は、工業用ロボツトに適切なウイー
ビング方向をオペレータが指示していたが、ワー
クの形状が単純でウイービング方向の変化が少な
い場合はよいとしても、ワークの形状が複雑にな
つてウイービング方向の水平面等からの角度変化
が多い場合には十分な指示を与えることが困難と
なる。たとえば第4図に示すワークNの場合、溶
接線R′で示すようにウイービング方向の水平面
等からの角度を時々刻々変化させなければならな
いため、小区間毎に細かく教示させねばならない
が、その都度ウイービングの水平面等からの角度
方向を教示する従来の方法は極めて能率が悪かつ
た。
Conventionally, an operator instructs an industrial robot on the appropriate weaving direction, but while this may be fine if the workpiece shape is simple and there are few changes in the weaving direction, as the workpiece shape becomes complex and the weaving direction changes. If there are many angle changes from the horizontal plane, etc., it becomes difficult to give sufficient instructions. For example, in the case of workpiece N shown in Fig. 4, the angle of the weaving direction from the horizontal plane, etc., as shown by welding line R', must be changed from time to time, so detailed instructions must be given for each small section. Conventional methods of teaching the angular direction of weaving from a horizontal plane, etc., have been extremely inefficient.

この発明は、本来の軌跡に直角でかつ適切な水
平面等からの角度をもつウイービング方向を自動
的に算出してこのウイービング方向に基づいてウ
イービングパターンを作成してウイービングする
装置の提供を目的とするものであつて、これによ
りオペレータがウイービング方向を指示する負担
をなくし、また複雑な形状のワークのウイービン
グにも十分に対処可能とするものである。
The object of the present invention is to provide a device that automatically calculates a weaving direction that is perpendicular to the original locus and has an appropriate angle from a horizontal plane, etc., and creates a weaving pattern based on this weaving direction for weaving. This eliminates the burden on the operator of instructing the weaving direction and makes it possible to adequately handle weaving of workpieces with complex shapes.

すなわちこの発明は、教示時のデータに基づい
て再生時に所定の手順にしたがつて工具の移動の
制御と工具の姿勢の制御とを行う工業用ロボツト
において、前記教示時のデータあるいは該データ
に補間処理,加減速処理,湾曲処理等の所定の処
理を施した処理データから工具の本来の移動方向
ベクトルを算出する移動方向ベクトル算出手段
と、前記教示時のデータあるいは、処理データの
工具の姿勢に関する部分データから工具の軸芯方
向ベクトルを算出する軸芯方向ベクトル算出手段
と、前記移動方向ベクトルと軸芯方向ベクトルか
らそれらの外積ベクトルを算出する外積ベクトル
算出手段と、その外積ベクトルの方向をウイービ
ング方向としてこのウイービング方向に基づいて
本来の移動方向と直角に適宜のウイービング周波
数とウイービング振幅にて工具をシフトするウイ
ービングを行わせるべく工具の移動および/また
は姿勢を制御するウイービング制御手段とを具備
したことを構成上の要旨とする工業用ロボツトの
自動ウイービング装置を提供するものである。
That is, the present invention provides an industrial robot that controls the movement of a tool and the posture of a tool according to a predetermined procedure during playback based on the data at the time of teaching. a moving direction vector calculating means for calculating the original moving direction vector of the tool from processing data that has been subjected to predetermined processing such as processing, acceleration/deceleration processing, curving processing, etc.; an axial direction vector calculating means for calculating an axial direction vector of the tool from partial data; an outer product vector calculating means for calculating a cross product vector from the moving direction vector and the axial direction vector; and weaving the direction of the cross product vector. Weaving control means for controlling the movement and/or attitude of the tool to perform weaving in which the tool is shifted at an appropriate weaving frequency and weaving amplitude perpendicular to the original moving direction based on the weaving direction. The present invention provides an automatic weaving device for industrial robots having the following points in its configuration.

上記構成において教示時のデータあるいは処理
データとは換言すればウイービングの無いときの
工具の最先端の軌跡のデータであり、例えば第4
図ではウイービングを行わない場合の溶接線に相
当する接合線Rである。また移動方向ベクトルと
はその軌跡の接線方向のベクトルである。軌跡の
データから接線方向のベクトルを得る演算自体
は、従来公知の接線算出手法を用いればよい。
In the above configuration, the data or processing data at the time of teaching is, in other words, the data of the cutting edge trajectory of the tool when there is no weaving, for example, the data at the cutting edge of the tool when there is no weaving.
In the figure, the joining line R corresponds to the welding line when weaving is not performed. Further, the movement direction vector is a vector in the tangential direction of the locus. The calculation itself for obtaining the vector in the tangential direction from the trajectory data may be performed using a conventionally known tangential calculation method.

また上記構成において、教示時のデータあるい
は処理データの工具の姿勢に関する部分データと
は換言すればウイービングの無いときの工具軸芯
の角度データであり、そのデータから容易に工具
の軸芯方向ベクトルが算出される。
In addition, in the above configuration, the data at the time of teaching or the partial data regarding the tool posture of the processing data is, in other words, the angle data of the tool axis when there is no weaving, and the tool axis direction vector can be easily determined from that data. Calculated.

なお、自動ウイービング装置が作動した結果、
得られた溶接線は第4図におけるR′となる。
In addition, as a result of the automatic weaving device operating,
The obtained welding line becomes R' in FIG.

更に上記工具の移動に関するデータや姿勢に関
するデータを得るための教示作業は、後記実施例
に示したPTP教示によつてもまたいわゆるCP教
示等によつて行つてもよい。
Furthermore, the teaching work for obtaining the data regarding the movement of the tool and the data regarding the posture may be performed by PTP teaching shown in the embodiments described later, or by so-called CP teaching.

さて、第2図に、軌跡Uと、各点P1,P2,P3
における接線方向のベクトルすなわち移動方向ベ
クトルL→,L→,L→と、それら各点P1,P2
P3における好ましいウイービング方向(矢印β1
β2,β3)を作図しているが、この図より容易に理
解されるように、ウイービング方向(矢印β1
β2,β3)はそれぞれ移動方向ベクトルL→,
→,L→に垂直な面内にあることが好ましい。
一方、第1図a,bより容易に理解されるよう
に、ウイービング方向(矢印α1,α2)はそれぞれ
工具Kの軸芯方向ベクトルT→,T→に垂直な面
内にあるのが好ましい。そこで結局のところ、ウ
イービング方向は移動方向ベクトルおよび工具軸
芯方向ベクトルの両者に垂直な方向が好ましいこ
とになるが、上記この発明の構成における外積ベ
クトルを算出することによつて両者に垂直な方向
を好適に求めることができる。
Now, in Fig. 2, the trajectory U and each point P 1 , P 2 , P 3
, i.e., movement direction vectors L 1 →, L 2 →, L 3 →, and their respective points P 1 , P 2 ,
Preferred weaving direction at P 3 (arrow β 1 ,
β 2 , β 3 ), but as can be easily understood from this figure, weaving directions (arrows β 1 ,
β 2 , β 3 ) are the moving direction vectors L 1 →,
It is preferable that it is in a plane perpendicular to L 2 → and L 3 →.
On the other hand, as can be easily understood from Fig. 1 a and b, the weaving directions (arrows α 1 and α 2 ) are in a plane perpendicular to the axial direction vectors T 1 → and T 2 → of the tool K, respectively. is preferable. Therefore, in the end, it is preferable that the weaving direction be perpendicular to both the moving direction vector and the tool axis direction vector, but by calculating the cross product vector in the configuration of the present invention, it is possible to determine the weaving direction perpendicular to both. can be suitably determined.

このように工具の移動方向ベクトルと工具の軸
芯方向ベクトルとから適切なウイービング方向を
得ることができるのは、工具の移動方向ベクトル
も工具の姿勢方向ベクトルも、溶接線等のワーク
の形状によつてその最適な方向が一義的に定まる
からである。
The reason why an appropriate weaving direction can be obtained from the tool movement direction vector and the tool axial direction vector is that both the tool movement direction vector and the tool posture direction vector depend on the shape of the workpiece such as the weld line. This is because the optimal direction is uniquely determined.

ウイービング方向を得ることができれば、与え
られたウイービング周波数とウイービング振幅の
データとに基づいてウイービングするのは、従来
と同様に行いうる。
If the weaving direction can be obtained, weaving can be performed based on the given weaving frequency and weaving amplitude data in a conventional manner.

続いて第3図以下の添付図面を参照しつつ、こ
の発明を具体化した実施例につき説明する。ここ
に第3図はこの発明の一実施例に係る溶接用ロボ
ツトの構成説明図、第4図は2つのパイプを溶接
するワークの斜視図、第5図は移動方向ベクトル
と軸芯方向ベクトルとウイービング方向ベクトル
との関係を示すベクトル図、第6図は第3図に示
す装置における制御手順の主要部分のフローチヤ
ートである。なお制御手順(ステツプ)の番号を
S1,S2,S3,…で表す。
Next, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the accompanying drawings from FIG. 3 onwards. Here, FIG. 3 is a configuration explanatory diagram of a welding robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of a workpiece for welding two pipes, and FIG. 5 is a diagram showing a moving direction vector and an axial direction vector. A vector diagram showing the relationship with the weaving direction vector, FIG. 6 is a flowchart of the main part of the control procedure in the apparatus shown in FIG. 3. In addition, the control procedure (step) number is
Represented by S1, S2, S3, ….

第3図に示す装置は、アーク溶接用ロボツト装
置1であつて、作業工具としての溶接トーチ2を
保持している多関節工業用ロボツト3、コンピユ
ータを含む制御部4および操作盤5からなつてい
る。
The apparatus shown in FIG. 3 is an arc welding robot apparatus 1, which consists of an articulated industrial robot 3 holding a welding torch 2 as a working tool, a control section 4 including a computer, and an operation panel 5. There is.

第4図はワークの一例を示しており、このワー
クNは、パイプn1にパイプn2を直角に接合するも
のであつて、その接合線Rはくら形の曲線であ
る。この接合線Rにウイービングを加えたものが
溶接線R′となる。
FIG. 4 shows an example of a workpiece, in which a pipe n2 is joined to a pipe n1 at a right angle, and the joining line R is a hollow curve. The welding line R' is obtained by adding weaving to this joining line R.

アーク溶接用ロボツト装置1によつてワークN
を溶接するには、操作盤5を用いてオペレータが
工業用ロボツト3を駆動し、溶接トーチ2をとび
とびの溶接位置(教示位置)に誘導すると共に、
その位置データを記憶することにより、ウイービ
ングを加えないで溶接するものとしたときの教示
点(接合線Rに沿つた軌跡をなす)のデータ
(θ1i,θ2i,θ3i,θ4i,θ5i)を教示すると共に、
ウイ
ービングに関してはウイービング周波数および
振幅Dを教示するか、又は予め記憶させておく。
さらに再生時の位置決め時間間隔Δtと、再生速
度Vと、円弧補間又は直線補間を行うべき指示と
を教示し、あるいは記憶させておく。
Work N by arc welding robot device 1
To weld, the operator drives the industrial robot 3 using the operation panel 5, guides the welding torch 2 to discrete welding positions (teaching positions), and
By storing the position data, the data (θ 1i , θ 2i , θ 3i , θ 4i , θ 5i ) as well as teaching
Regarding weaving, the weaving frequency and amplitude D are taught or stored in advance.
Further, the positioning time interval Δt during reproduction, the reproduction speed V, and an instruction to perform circular interpolation or linear interpolation are taught or stored.

制御部4は教示された関節角度データ(θ1i
θ2i,θ3i,θ4i,θ5i)から順座標変換してデータ
(Xi,Yi,Zi,θ4i,θ5i)を得、さらに座標変換し
て工具の姿勢に関するデータを方向余弦の形態で
含んだデータ(Xi,Yi,Zi,Ei,Fi,Gi)を得る。
次にこれから教示点間の補間点データ(Xj,Yj
Zj,Ej,Fj,Gj)を算出する。これらの座標変換
および演算は従来公知の処理と同様である。
The control unit 4 receives the taught joint angle data (θ 1i ,
Data (X i , Y i , Z i , θ 4i , θ 5i ) is obtained by forward coordinate transformation from θ 2i , θ 3i , θ 4i , θ 5i ), and further coordinate transformation is performed to convert the data related to the tool posture into the direction. Obtain data (X i , Y i , Z i , E i , F i , G i ) contained in the form of cosines.
Next, interpolation point data (X j , Y j ,
Z j , E j , F j , G j ) are calculated. These coordinate transformations and calculations are similar to conventionally known processing.

次に第6図を参照して上記各データからウイー
ビング方向を算出する手順を説明するが、説明の
都合上、教示点もしくは補間点の任意の一点Am
(0≦m,A0は始めの教示点とする)のデータが
(Xm,Ym,Zm,Em,Fm,Gm)であるとし、
その次の一点Anのデータが(Xn,Yn,Zn,
En,Fn,Gn)であるとする(即ちn=m+1)。
Next, the procedure for calculating the weaving direction from each of the above data will be explained with reference to FIG.
Assume that the data of (0≦m, A 0 is the first teaching point) is (Xm, Ym, Zm, Em, Fm, Gm),
The data of the next point An is (Xn, Yn, Zn,
En, Fn, Gn) (ie, n=m+1).

まず第6図にS1で示すように、点Anにおける
移動方向ベクトルLn→を求めるが、移動に関する
データは上記の如くその点の座標を示しているか
ら、(i)式により近似的ではあるが十分実用的な移
動方向ベクトルLn→を得られる。
First, as shown by S1 in Fig. 6, the moving direction vector Ln→ at the point An is determined, but since the data regarding the movement indicates the coordinates of that point as described above, it is approximated by equation (i). A sufficiently practical movement direction vector Ln→ can be obtained.

Ln→=(Xn−Xm,Yn−Ym,Zn−Zm)
…(i) 続いてS2で示すように、点Anにおける工具の
軸芯方向ベクトルTn→を求める。かかる工具の姿
勢に関するデータはその点における溶接トーチ2
の方向余弦であるから、そのまま軸芯方向ベクト
ルをあらわしており、(ii)式で示される。
Ln→=(Xn−Xm, Yn−Ym, Zn−Zm)
...(i) Next, as shown in S2, the axial direction vector Tn→ of the tool at the point An is determined. The data regarding the orientation of the tool is the welding torch 2 at that point.
Since it is the direction cosine of , it directly represents the axis direction vector, and is expressed by equation (ii).

Tn→=(En,Fn,Gn) …(ii) その後、S3で示すように、移動方向ベクトル
Ln→と軸芯方向ベクトルTn→の外積ベクトルWn→
を得る。外積ベクトルWn→は(iii)式で求められる。
Tn→=(En, Fn, Gn)...(ii) After that, as shown in S3, the cross product vector Wn→ of the moving direction vector Ln→ and the axial direction vector Tn→
get. The cross product vector Wn→ is obtained by equation (iii).

Wn→=Tn→×Ln→ =(Fn・(Zn−Zm)−Gn・(Yn−Ym), Gn・(Xn−Xm)−En・(Zn−Zm), En・(Yn−Ym)−Fn・(Xn−Xm)) …(iii) さらに、S4に示すように、ウイービング量Cn
を求めるが、これは正弦波的にウイービングを行
うものとすれば、(iv)式によつて得られる。
Wn→=Tn→×Ln→ =(Fn・(Zn−Zm)−Gn・(Yn−Ym), Gn・(Xn−Xm)−En・(Zn−Zm), En・(Yn−Ym)− Fn・(Xn−Xm)) …(iii) Furthermore, as shown in S4, weaving amount Cn
, which can be obtained by equation (iv) if weaving is performed in a sinusoidal manner.

Cn=D・sin(2πf・Δt・n) …(iv) 次に、第6図にS5で示すように、ウイービン
グを加えたときに点Anが変位する点An′を求め
る。これには、まず外積ベクトルWn→の各成分の
平方の和で各成分を除し、かつCnを各成分に乗
じて外積ベクトルWn→の長さをCnとしたウイー
ビング・ベクトルWn→′を得、次にそのウイービ
ング・ベクトルWn→′の各成分を点Anにおける移
動に関するデータ(Xn,Yn,Zn)の各成分に加
えればよい。
Cn=D·sin(2πf·Δt·n) (iv) Next, as shown at S5 in FIG. 6, the point An' where the point An is displaced when weaving is applied is determined. To do this, first divide each component by the sum of the squares of each component of the cross product vector Wn→, and then multiply each component by Cn to obtain a weaving vector Wn→′ with the length of the cross product vector Wn→ being Cn. , then each component of the weaving vector Wn→' may be added to each component of the data (Xn, Yn, Zn) regarding the movement at the point An.

ウイービングの実施は、点An′のデータを移動
に関するデータとし、点Anにおける姿勢に関す
るデータをそのまま姿勢に関するデータとして、
これらから逆座標変換によつて工業用ロボツト3
を直接制御可能な関節角度データ(θ1o′,θ2o′,
θ3o′,θ4o′,θ5o′)を得て、これにより工業用ロ

ツト3を制御すればよい。なお、これによるウイ
ービングは溶接トーチ2の姿勢を変えずに溶接ト
ーチ2の平行移動により行う方式のものとなる。
To carry out weaving, the data at point An′ is used as data regarding movement, and the data regarding posture at point An is treated as data regarding posture.
From these, industrial robot 3 is created by inverse coordinate transformation.
joint angle data (θ 1o ′, θ 2o ′,
θ 3o ′, θ 4o ′, θ 5o ′) and control the industrial robot 3 based on these values. Note that weaving is performed by moving the welding torch 2 in parallel without changing the attitude of the welding torch 2.

他の実施例としては、補間点データの算出が円
弧補間の場合、(i)式で近似的に移動方向ベクトル
を求めないで、円弧補間のときに得られる円の中
心および半径のデータを用いて正確に接線方向の
ベクトルを得、これを移動方向ベクトルとするも
のが挙げられる。
As another example, if the interpolation point data is calculated by circular interpolation, instead of calculating the movement direction vector approximately using equation (i), data on the center and radius of the circle obtained by circular interpolation is used. An example of this method is to accurately obtain a vector in the tangential direction and use this as the moving direction vector.

さらに他の実施例としては、点An′のデータに
よつて移動に関するデータだけを補正するのでは
なく、それとともに姿勢に関するデータをも、或
いは姿勢に関するデータだけを補正するものが挙
げられる。これらの場合、ウイービングは、溶接
トーチ2の軸芯の振れによつても、或いは振れだ
けによつて実施されることになり、溶接トーチ2
の振れ方向および振れ角度を指定してウイービン
グを実施することになる。
Still other embodiments include one in which not only the data related to movement is corrected using the data at point An', but also the data related to posture, or only the data related to posture. In these cases, weaving is performed by the deflection of the axis of the welding torch 2 or only by the deflection, and the weaving is performed by the deflection of the axis of the welding torch 2.
Weaving is performed by specifying the deflection direction and deflection angle.

またさらに他の実施例としては、溶接トーチ2
に代えて塗装ガンやグラインダ等を工業用ロボツ
ト3に保持させ、ウイービングさせつつ塗装や研
磨等を行わせるものが挙げられる。
Furthermore, as another embodiment, a welding torch 2
Alternatively, a coating gun, a grinder, or the like may be held by the industrial robot 3, and painting, polishing, etc. may be performed while weaving.

上記実施例ではいわゆるPTP教示についての
み説明したが、いわゆるCP型の教示方式を採る
ことも可能であり、この場合前記補間計算の手順
は不要となる。また使用する工業用ロボツトは上
記多関節型にかぎらず、直角座標型,水平多関節
型(スカラ型),円筒座標型,その他にも適用可
能であることは言うまでもない。
In the above embodiment, only so-called PTP teaching was explained, but it is also possible to adopt a so-called CP type teaching method, and in this case, the above-mentioned interpolation calculation procedure is unnecessary. It goes without saying that the industrial robot to be used is not limited to the above-mentioned multi-joint type, but can also be applied to rectangular coordinate type, horizontal multi-joint type (SCARA type), cylindrical coordinate type, and others.

この発明は、以上述べたように教示時のデータ
に基づいて再生時に所定の手順にしたがつて工具
の移動の制御と工具の姿勢の制御とを行う工業用
ロボツトにおいて、前記教示時のデータあるいは
該データに補間処理,加減速処理,湾曲処理等の
所定の処理を施した処理データから工具の本来の
移動方向ベクトルを算出する移動方向ベクトル算
出手段と、前記教示時のデータあるいは、処理デ
ータの工具の姿勢に関する部分データから工具の
軸芯方向ベクトルを算出する軸芯方向ベクトル算
出手段と、前記移動方向ベクトルと軸芯方向ベク
トルからそれらの外積ベクトルを算出する外積ベ
クトル算出手段と、その外積ベクトルの方向をウ
イービング方向としてこのウイービング方向に基
づいて本来の移動方向と直角に適宜のウイービン
グ周波数とウイービング振幅にて工具をシフトす
るウイービングを行わせるべく工具の移動およ
び/または姿勢を制御するウイービング制御手段
とを具備したことを特徴とする工業用ロボツトの
自動ウイービング装置を提供するもので、これに
よれば、適切なウイービング方向を自動的に選択
させてウイービングを実施できることになるか
ら、教示時に各教示点におけるウイービング方向
をいちいち教示する必要がなくなり、ウイービン
グ方向を時々刻々変化させる必要がある複雑な形
状のワークに対する作業(たとえば第4図に示し
たようなくら型の溶接線をもつワークの溶接や、
開先形状の変化するワークの溶接など)に対し
て、あるいはポジシヨナーにのせられてロボツト
と同時に連続位置決めされるワークに対して、迅
速にウイービングの教示作業を実施可能になる効
果がある。
As described above, the present invention provides an industrial robot that controls the movement of a tool and the posture of a tool according to a predetermined procedure during playback based on the data at the time of teaching. a moving direction vector calculating means for calculating the original moving direction vector of the tool from processed data obtained by subjecting the data to predetermined processing such as interpolation processing, acceleration/deceleration processing, curving processing, etc.; an axial direction vector calculation means for calculating an axial direction vector of the tool from partial data regarding the orientation of the tool, a cross product vector calculation means for calculating a cross product vector from the movement direction vector and the axial direction vector, and the cross product vector. Weaving control means for controlling the movement and/or posture of the tool to perform weaving in which the tool is shifted at an appropriate weaving frequency and weaving amplitude perpendicular to the original movement direction based on the weaving direction in the direction of the weaving direction. This invention provides an automatic weaving device for industrial robots characterized by the following: According to this, it is possible to perform weaving by automatically selecting an appropriate weaving direction, so that each teaching It is no longer necessary to teach the weaving direction at each point, and it is now possible to work on workpieces with complex shapes that require the weaving direction to be changed from time to time (for example, welding workpieces with a hollow-shaped weld line as shown in Figure 4). ,
This has the effect of making it possible to quickly perform weaving teaching work for welding workpieces with changing groove shapes, etc., or for workpieces that are placed on a positioner and continuously positioned at the same time as the robot.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はワークの方向とウイービング方向の関
係を示す側面図、第2図は工具の移動軌跡とウイ
ービング方向の関係を示す平面図、第3図はこの
発明の一実施例の溶接用ロボツトの構成説明図、
第4図は2つのパイプを溶接するワークの斜視
図、第5図は移動方向ベクトルと軸芯方向ベクト
ルとウイービング方向ベクトルとの関係を示すベ
クトル図、第6図は第3図に示す装置における制
御手順の主要部分のフロチヤートである。 符号の説明、1…アーク溶接用ロボツト装置、
2…溶接アーチ、3…工業用ロボツト、4…制御
部、5…操作盤、N…ワーク、R…接合線、
R′…溶接線、Ln→…移動方向ベクトル、Tn→…
軸芯方向ベクトル、Wn→…外積ベクトル。
Fig. 1 is a side view showing the relationship between the direction of the workpiece and the weaving direction, Fig. 2 is a plan view showing the relationship between the moving trajectory of the tool and the weaving direction, and Fig. 3 is a welding robot according to an embodiment of the present invention. Configuration diagram,
Fig. 4 is a perspective view of a workpiece for welding two pipes, Fig. 5 is a vector diagram showing the relationship between the moving direction vector, the axial direction vector, and the weaving direction vector, and Fig. 6 is a perspective view of the workpiece in which two pipes are welded. This is a flowchart of the main parts of the control procedure. Explanation of symbols, 1... Robotic device for arc welding,
2...Welding arch, 3...Industrial robot, 4...Control unit, 5...Operation panel, N...Workpiece, R...Joining line,
R′...Welding line, Ln→...Movement direction vector, Tn→...
Axial direction vector, Wn→…cross product vector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 教示時のデータに基づいて再生時に所定の手
順にしたがつて工具の移動の制御と工具の姿勢の
制御とを行う工業用ロボツトにおいて、 前記教示時のデータあるいは該データに所定の
処理を施した処理データから工具の本来の移動方
向ベクトルを算出する移動方向ベクトル算出手段
と、前記教示時のデータあるいは処理データの工
具の姿勢に関する部分データから工具の軸芯方向
ベクトルを算出する軸芯方向ベクトル算出手段
と、前記移動方向ベクトルと軸芯方向ベクトルか
らそれらの外積ベクトルを算出する外積ベクトル
算出手段と、その外積ベクトルの方向をウイービ
ング方向としてこのウイービング方向に基づいて
本来の移動方向と直角に適宜のウイービング周波
数とウイービング振幅にて工具をシフトするウイ
ービングを行わせるべく工具の移動および/また
は姿勢を制御するウイービング制御手段とを具備
したことを特徴とする工業用ロボツトの自動ウイ
ービング装置。 2 前記教示時のデータあるいは処理データが接
合線であり、前記ウイービングを行う工具の最先
端の軌跡が溶接線である特許請求の範囲第1項記
載の工業用ロボツトの自動ウイービング装置。
[Scope of Claims] 1. In an industrial robot that controls the movement of a tool and the posture of a tool according to a predetermined procedure during reproduction based on data at the time of teaching, the data at the time of teaching or the data a moving direction vector calculation means for calculating the original moving direction vector of the tool from processed data that has been subjected to predetermined processing; an axial direction vector calculation means for calculating a cross product vector from the moving direction vector and the axial direction vector; An automated industrial robot characterized by comprising a weaving control means for controlling the movement and/or posture of a tool to perform weaving that shifts the tool at an appropriate weaving frequency and weaving amplitude perpendicular to the direction of movement. Weaving device. 2. The automatic weaving device for an industrial robot according to claim 1, wherein the teaching data or processing data is a welding line, and the cutting edge trajectory of the weaving tool is a welding line.
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