JPH046002B2 - - Google Patents

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JPH046002B2
JPH046002B2 JP57125487A JP12548782A JPH046002B2 JP H046002 B2 JPH046002 B2 JP H046002B2 JP 57125487 A JP57125487 A JP 57125487A JP 12548782 A JP12548782 A JP 12548782A JP H046002 B2 JPH046002 B2 JP H046002B2
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JP
Japan
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weaving
register
calculation unit
data
coefficient
Prior art date
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JP57125487A
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English (en)
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JPS5916674A (ja
Inventor
Kazuo Hariki
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Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Fujikoshi KK
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Publication date
Application filed by Fujikoshi KK filed Critical Fujikoshi KK
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Publication of JPS5916674A publication Critical patent/JPS5916674A/ja
Publication of JPH046002B2 publication Critical patent/JPH046002B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K9/30Vibrating holders for electrodes

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は間節形溶接用ロボツトのウイービング
制御装置に関するものである。
広幅の溶接をするために溶接トーチを溶接線を
横切つて往復運動をさせながら溶接する、いわゆ
るウイービングをロボツトにさせる場合、従来は
機械的なウイービング装置をロボツトの手首に取
付けることが行われているが、ロボツトの有効可
搬重量が減少するという問題があつた。また電気
的にウイービング回路を設けるにしても、ロボツ
トのある軸のモータ出力に印加するだけで、関節
形ロボツトには応用できないものであつた。なぜ
なら関節形のロボツトの場合はトーチのウイービ
ング方向がロボツトの旋回軸の動きに依存してし
まうため、第1図における溶接線イに対するウイ
ービング軌跡ロのように一定方向のウイービング
を行うことができなかつた。
本発明は上述のような従来のウイービング装置
の問題点を解決し、ウイービング方向が、ロボツ
トのアームの方向や位置に影響されず、かつ何等
の機械的ウイービング装置を付加するこなく、被
溶接物に対して最適なウイービングを行い、最適
な溶接仕上りを得ることができるロボツトのウイ
ービング制御装置を提供しようとするもので、ロ
ボツトの各軸の現在値データから直交座標(x.y.
z)を計算する制御装置において、このx.y.zの値
を出力するレジスタを設置し、そのレジスタにウ
イービング要素を加算したものを返すことによ
り、x.y.z方向のウイービングを可能にするロボ
ツトのウイービング制御装置に関するものであ
る。本発明によるとウイービング制御は制御レジ
スタと、ウイービング計算ユニツトと、ウイービ
ング制御回路と係数レジスタと、ウイービング発
振器と合成回路とを附加することにより行われ
る。
次に本発明の実施例を図面について説明する。
第2図はx.y.z方向のウイービングを可能とする
本発明のウイービング制御装置の一実施例を示す
ものである。その内左端の部分はウイービングを
行わない従来からの制御装置と同じであつて、す
べてのユニツトの制御を行うCPU1と、教示さ
れたデータを保存するメモリ2と、メモリから
CPU1を介してデータを保存する現在値レジス
タ3と、目標値レジスタ4と、目標位置のxyz座
標を計算し、現在値との距離を求め、さらに補間
データXi.Yi.Zi.を計算した後Xi.Yi.Zi.から対応す
る各軸のデータVi.Hi.Si.Bi.Riに逆変換する計算
ユニツト5と、各軸の制御モータ6から構成され
ている。制御モータ6は5個の各軸のモータを代
表して1個だけ示してある。次の教示点及び一つ
前の教示点データをそれぞれ保存する目標値レジ
スタ4及び現在値レジスタ3には、教示点の位置
が格納され、具体的には、現在値レジスタ3には
現在到達している教示点の位置が実施例では各軸
データ及びXYZ座標現在位置で格納され、目標
値レジスタ4にはこれから向かう教示点の位置が
各軸データで格納されている。従つて現在値レジ
スタは一つ前の目標値レジスタともいえ、ロボツ
トが次の教示点に移動するとき、目標値レジスタ
4の内容は現在値レジスタ3に移動し、メモリか
ら新しい教示点を取り出し目標値レジスタ4に格
納される。又現在値レジスタ3の現在位置(X0.
Y0.Z0.)は、計算ユニツト5で計算した一つ前の
教示点XYZ座標である。
ウイービング制御を行うための制御レジスタ7
は計算ユニツト5で求められる補間データXi.Yi.
Zi.はじめ、ロボツトの現在位置(X0.Y0.Z0.)
と、次に向かうべき目標位置(X1.Y1.Z1.)との
距離(1)、目標位置と現在位置との各XYZ座標の
差分X1−X0、Y1−Y0、Z1−Z0をウイービング
計算ユニツト8に伝達する働きをするし、また合
成回路17により作り出されたウイービング信号
を加算された補間データ(Xi.Yi.Zi)を計算ユニ
ツト5に返す働きをもつている。ウイービング計
算ユニツト8のa.b.cはウイービング振幅の方向
を決定する係数でAはCPUから指令されるウイ
ービングの振幅である。例えばX.Y平面において
ロボツトが現在位置(x0、y0)から次の目標位置
(X1、Y1)に動きながら、ウイービングをかける
際、X方向ウイービング係数は a=−(Y1−y0)/l×A Y方向のウイービング係数は b=−(Y1−x0)/l×A となる。
YZ平面、ZX平面についても同様で、ウイービ
ング計算ユニツト8内ではaxy、bxy、cxy、ayz
byzcyz、azx、bzxczxを全て計算しているが、実際
の係数a.b.cはウイービング制御回路9により
CPU1からのxy、yz、またはzxのどの平面かの
指令に基いて、例えばaをaxy.ayz.azxのいずれ
にするかをスイツチで切換えて、係数レジスタ1
0にその値を出力するようになつている。図では
スイツチを11〜16で部分的に表示している。
これらのスイツチはXy.Yz.Zx信号で制御される
リレー類似のものである。合成回路17は制御レ
ジスタ7の値に、ウイービング発振器18からの
サイン信号SIN(ωt)と係数(a)(b)(c)との掛算値を
加え、それを制御レジスタ7に出力するようにな
つている。
尚計算ユニツト5内の太字のC即ち〓は座標変
換行列で、V.H.S.B.Rからトーチ先端位置(x.y.
z)を求める式を次の通り行列で表わしている。
x y z=〓V H S B R 又、逆にx.y.zからV.H.S.B.Rの値を求める式
を次のとおり〓の逆行列〓-1で表わしている。
V H S B R=〓-1x y z V0.H0.S0.R0はロボツトのV軸(垂直)、H軸
(水平)、S軸(旋回)、B軸(曲げ)、R軸(捩
り)の現在値を示し、V1.H1.S1.B1.R1は目標値を
示している。
第2図において、ロボツトが再生運転をしてい
ないときは計算ユニツト5内で上述のような現在
の各軸の値(V0.H0.S0.B0.R0)から現在のトーチ
先端位置の座標(x0.y0.z0)を常時計算している
が、特に明示はしていない。
以下計算ユニツト5の作動を説明すると、ロボ
ツトが再生を始める時には、その時の現在値
(V0.H0.S0.B0.R0)は伴つており、トーチ先端位
置(x0.y0.z0)は判つているとする。
〓 ロボツトが再生する時には、CPU1を介して
メモリ2から一点分のデータ(V.H.S.B.R)を目
標値レジスタ4に入力する。このデータを(V1.
H1.S1.R1)とする。計算ユニツト5は次にデータ
(V1.H1.S1.B1.R1)から z1 y1 z1=〓V1 H1 S1 B1 R1 の計算式により、トーチ先端の(x.y.z)座標を
計算し、また現在値(x0.y0.z0)から(x1.y1.z1
までの距離lを l=√(102+(102+(102 の式により求める。このlから、(x0.y0.z0)から
(x1.y1.z1)へ行く間に何回(n)補間計算を行う
かを次式により決定する。
n=l/F×α 但し F:スピード α:1秒間の計算回数である。
〓 計算ユニツト5は補間点の座標を次式により求
める。
xi=x0+(x1−x0)/n×i y1=y0+(y1−y0)/n×i z1=z0+(z1−z0)/n×i i=1、2、3、……、n 次にこのi番目のxi.yi.ziからロボツト各軸の
値を次式により求める。
Vi Hi Si Bi Ri=〓-1xi yi zi このようにして、補間データから対応する各軸
の角度データに逆算し、各軸(V.H.S.B.R)の制
御モータ6に対して、Vi.Hi.Si.Bi.Riを出力し、
ロボツトを動かす。以上の動作をi=nになるま
で矢印のところから繰返す。
次にi=nになればロボツトが目標値V1.H1.
S1.B1.R1に到達したことになるので、今のV0.H0.
S0.B0.R0はV1.H1.S1.B1.R1に一致し、x0.y0.z0
x1.y1.z1に一致する。この後プログラムエンドに
なるまでメモリ2から次の点のデータを順次入力
し矢印から繰返す。
以上の計算ユニツト5の動作は従来からのロボ
ツト制御装置の計算ユニツト5の動作と同じであ
るが、本発明では計算ユニツト5に与える補間デ
ータ(x1.y1.z1)にウイービング信号を加算する
制御レジスタ7以下のウイービング計算ユニツト
8、ウイービング制御回路9、係数レジスタ1
0、合成回路17、ウイービング発振器18等か
らなるウイービング制御機構を設けてウイービン
グ波形を得られるようにしたものである。
すなわち、本発明では従来の計算ユニツト5の
中で計算途中で発生する幾つかの値を利用できる
ように制御レジスタ7を設け、またウイービング
計算専用のウイービング計算ユニツト8を設けて
ある。ウイービングにはXy.Yz.Zx平面の3種類
とウイービングの周波数や振幅などのパラメータ
が必要であるので、これをメモリ2に保存してお
き、必要に応じてCPU1を介してウイービング
制御回路9とウイービング発振器18に入力でき
るように構成する。
ウイービング発信器18は周波数ωの値により WV=SIN(ωt) の式から第3図に示すようにi番目の時間tiのと
きの波形WViを与える。
ウイービング制御回路9はCPU1を介してメ
モリ2から入力されたウイービング平面パラメー
タXy.Yz.Zxによりウイービング計算ユニツト8
の値のうち、どれを係数とするかを決定し、係数
レジスタ10へ送る働きをもつている。また振幅
パラメータAをウイービング計算ユニツト8に与
えることにより、ウイービング計算を指示する。
合成回路17はウイービング計算によつて求めた
X.Y.Z成分を従来の計算ユニツト5の補間データ
(Xi.Yi.Zi)に加算する働きを持つている。また
合成回路17は係数レジスタ10の値とウイービ
ング発信器18の出力WViとの掛算を次式によ
り行つている。
Xi=Xi+a×WVi ここに左辺のXiはウイービングを加算した補
間値、右辺Xiは従来の補間値、aは係数である。
本発明によると、来の関節形アーク溶接用ロボ
ツトの計算ユニツト5に、計算ユニツトで求めら
れる補間データその他のデータをウイービング制
御回路に伝達する制御レジスタ7を設け、制御レ
ジスタを経て合成回路により補間データにウイー
ビング要素を加算したものを返すことによりトー
チ先端にX.Y.Z方向のウイービングを可能にする
ようにしたので、サインウエーブ、らせん、デル
タ等いかなる形状のウイービングであつてもそれ
をX.Y.Z方向のウイービングとすることができ
る。そのためウイービング方向が旋回軸の動きの
影響を受けないので第4図に示すように本発明の
制御装置を具えた関節形溶接用ロボツトでX.Y.Z
ウイービングを行つたときのウイービング軌跡ロ
は被溶接物のどの位置においても溶接線イに対し
て一定方向のウイービング軌跡を得ることができ
る。第5図は本発明のウイービング制御装置を有
するロボツトにペンを持たせて描かせたウイービ
ング軌跡の一例である。
尚いうまでもなく本発明ではロボツトの手首に
機械的なウイービング装置を附加する必要はない
のでロボツトの有効可搬重量を減少させることは
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のロボツトのウイービング軌跡を
示す模式図、第2図は本発明の実施例を示すブロ
ツク図、第3図は本発明のウイービング発振器に
よるウイービング波形図、第4図は本発明の制御
装置によるウイービング軌跡を示す模式図、第5
図は本発明のウイービング軌跡の一例の軌跡図で
ある。 1……CPU、2……メモリ、3……現在値レ
ジスタ、4……目標値レジスタ、5……計算ユニ
ツト、6……制御モータ、7……制御レジスタ、
8……ウイービング計算ユニツト、9……ウイー
ビング制御回路、10……係数レジスタ、17…
…合成回路、18……ウイービング発振器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 すべてのユニツトの制御を行うCPUと、教
    示されたデータを保存するメモリと、CPUを介
    してメモリからの次の教示点及び一つ前の教示点
    データをそれぞれ保存する目標値レジスタ及び現
    在値レジスタと、目標値レジスタの各軸の角度デ
    ータからXYZ座標目標位置を計算し、目標位置
    と現在値レジスタの現在位置との距離を計算し、
    目標位置と現在位置とから補間データを計算し、
    更に目標位置と現在位置との各XYZ座標の差分
    を計算し、かつ合成回路から返されたウイービン
    グ信号を加算された補間データに対応する各軸の
    角度データに逆変換する、計算ユニツトと、計算
    ユニツトで計算された距離及び差分を入力しウイ
    ービング計算ユニツトに出力し、計算ユニツトで
    計算された補間データを合成回路に出力し、かつ
    合成回路から返された前記加算された補間データ
    を計算ユニツトに中継する、制御レジスタと、
    CPUから指令されるウイービングの振幅、制御
    レジスタから入力された距離及び差分、からウイ
    ービングの振幅の方向を決定する係数を選びウイ
    ービング制御回路を介して係数レジスタに入力す
    るウイービング計算ユニツトと、CPUからの指
    令に基づき合成回路にサイン信号を出力するウイ
    ービング発振器と、制御レジスタから入力された
    計算ユニツトで計算された補間データに、ウイー
    ビング信号として、係数レジスタから入力される
    係数にウイービング発振器のサイン信号を掛けた
    値を、加算して制御レジスタに出力する合成回路
    と、を有することを特徴とするロボツトのウイー
    ビング制御装置。
JP12548782A 1982-07-19 1982-07-19 ロボツトのウイ−ビング制御装置 Granted JPS5916674A (ja)

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JP12548782A JPS5916674A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 ロボツトのウイ−ビング制御装置

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JPS5916674A JPS5916674A (ja) 1984-01-27
JPH046002B2 true JPH046002B2 (ja) 1992-02-04

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ID=14911301

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS648406A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Hitachi Ltd Method and device for controlling weaving

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877775A (ja) * 1981-10-07 1983-05-11 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 溶接ロボツトの制御方式

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877775A (ja) * 1981-10-07 1983-05-11 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 溶接ロボツトの制御方式

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