JPH05257522A

JPH05257522A - 加工ロボットのオフライン教示方法

Info

Publication number: JPH05257522A
Application number: JP8777192A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kobayashi; 武夫小林; Takehiko Mihara; 武彦三原
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JP3051968B2

Abstract

(57)【要約】【目的】能率良く、かつ精度良く、エンドエフェクタ
の３次元開先切断動作などの３次元動作を教示すること
を可能にする。【構成】あらかじめエンドエフェクタの３次元動作に
関するパターンデータを作成し登録しておき、このパタ
ーンデータを指定するだけで教示を行う。【効果】エンドエフェクタの複雑な３次元動作の教示
を、平面画像に基づいてエンドエフェクタの２次元動作
を教示する従来の技術と同等の操作の容易さ、能率で実
行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加工対象物（ワー
ク）の平面画像をもとにエンドエフェクタの３次元動作
を教示し得る、加工ロボットのオフライン教示方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の加工ロボット、例えば切断加工ロ
ボットにおける３次元開先切断動作等のエンドエフェク
タの３次元動作を教示する方法としては、ロボット本体
を用いるティーチングプレイバック方法を用いるか、或
はワーク及びエンドエフェクタの立体画像を表示して、
この画像上でエンドエフェクタを移動しつつその動作を
教示するオフライン教示方法が採用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ティーチングプレイバ
ック方法では、教示中にはロボットの作業を中止する必
要がありロボットの稼働率が低下するのに加えて、教示
に熟練を要し精度の高い教示を行い難いという問題があ
る。一方、立体画像を用いたオフライン教示方法では、
教示を行うのに多大な労力を要するという問題がある。
また、ワークの平面画像を表示して、この画像上で教示
を行う従来のオフライン教示方法では、エンドエフェク
タの２次元動作を教示する限りでは教示が容易である反
面、３次元動作を教示することは困難であるという問題
がある。

【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、能率良く、かつ精度良く、エン
ドエフェクタの３次元開先切断動作及びその他の３次元
動作を教示し得る、加工ロボットのオフライン教示方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
に記載の加工ロボットのオフライン教示方法は、画像表
示手段にワークの平面画像を表示することにより、加工
ロボットの動作を教示する、加工ロボットのオフライン
教示方法において、（ａ）加工の所定の段階における前
記加工ロボットのエンドエフェクタの３次元空間上の動
作を一括してパターンデータとして予め登録する工程
と、（ｂ）前記工程（ａ）で登録された前記パターンデ
ータを指定する工程と、（ｃ）前記エンドエフェクタの
３次元空間上の動作の教示データを、前記工程（ｂ）で
指定された前記パターンデータに規定される内容で作成
する工程と、を備えるものである。

【０００６】この発明に係る請求項２に記載の加工ロボ
ットのオフライン教示方法は、画像表示手段にワークの
平面画像を表示することにより、加工ロボットの動作を
教示する、加工ロボットのオフライン教示方法におい
て、（ａ）加工の所定の段階における前記加工ロボット
のエンドエフェクタの３次元空間上の動作を一括してパ
ターンデータとして予め登録する工程と、（ｂ）２次元
ＣＡＤで入力された前記ワークの、加工すべき形状を含
む平面画像を、前記画像表示手段に表示する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で登録された前記パターンデータ
を指定する工程と、（ｄ）前記平面画像上に基準点をそ
の位置とともに指定する工程と、（ｅ）前記工程（ｃ）
で指定された前記パターンデータに規定される内容を、
前記工程（ｄ）で指定される前記基準点の位置で更に規
定した内容で、前記エンドエフェクタの３次元空間上の
動作の教示データを作成する工程と、を備えるものであ
る。

【０００７】この発明に係る請求項３に記載の加工ロボ
ットのオフライン教示方法は、画像表示手段にワークの
平面画像を表示することにより、加工ロボットの動作を
教示する、加工ロボットのオフライン教示方法におい
て、前記加工ロボットが切断加工ロボットであって、
（ａ）２次元ＣＡＤで入力された前記ワークの、切断加
工すべき形状を含む平面画像を、前記画像表示手段に表
示する工程と、（ｂ）前記平面画像上で、前記切断加工
すべき形状に沿って切断線を指定する工程と、（ｃ）前
記切断線に沿った切断における開先角度、ルートフェイ
ス、及び切幅を有する切断条件を指定する工程と、
（ｄ）前記加工ロボットのエンドエフェクタの３次元空
間上の動作の教示データを、前記工程（ｂ）で指定され
た切断線、及び前記工程（ｃ）で指定された切断条件に
基づいて、作成する工程と、を備えるものである。

【０００８】この発明に係る請求項４に記載の加工ロボ
ットのオフライン教示方法は、請求項３に記載の加工ロ
ボットのオフライン教示方法において、前記工程（ｄ）
が、（ｄ−１）前記エンドエフェクタの中心軸方向にお
ける前記エンドエフェクタの狙い位置を前記加工対象物
の表面上に位置すべく、前記教示データを作成する工
程、を備えるものである。

【０００９】

【作用】この発明における請求項１に記載の加工ロボッ
トのオフライン教示方法では、あらかじめエンドエフェ
クタの３次元動作に関するパターンデータを作成し登録
しておき、このパターンデータを指定するだけで教示を
行う。

【００１０】この発明における請求項２に記載の加工ロ
ボットのオフライン教示方法では、位置の指定を要する
エンドエフェクタの３次元動作に関するパターンデータ
をあらかじめ作成し登録しておき、画像表示手段にワー
クの平面画像を表示し、登録されたパターンデータを指
定し、基準点を平面画像上に指定することによりそのパ
ターンデータが必要とする位置指定を行うことにより教
示を行う。

【００１１】この発明における請求項３及び４に記載の
加工ロボットのオフライン教示方法では、画像表示手段
にワークの平面画像を表示し、切断線を平面画像上に指
定し、切断線に付随する開先角度、ルートフェイス等の
切断条件を入力することにより、エンドエフェクタの複
雑な３次元動作の教示を行う。

【００１２】この発明における請求項４に記載の加工ロ
ボットのオフライン教示方法では、更に、教示した切断
線及び切断条件にもとづいて、中心軸方向のエンドエフ
ェクタの狙い位置を切断を行う上で最も適した位置であ
るワークの表面上の位置に保った切断を実現する。

【００１３】

【実施例】

［切断加工ロボット及びその教示装置の概略構成］図２
は、この発明を適用して板状のワークの３次元切断を実
行する切断加工ロボットシステムの構成を示す概略斜視
図である。切断加工ロボットＲＢは２つの基台１ａおよ
び１ｂの上にそれぞれ垂直に立設されたカラム２ａ、２
ｂを有しており、さらにカラム２ａ、２ｂの頂部には梁
３が架設され、梁３の上にはレール４が設けられてい
る。レール４上には左右移動体５が取り付けられてお
り、レール４に沿ったＴ１方向に移動可能となってい
る。左右移動体５には２本のアーム６ａ、６ｂの各々の
一端が回転自在に支持され、これらアーム６ａ、６ｂの
各々の他の一端はヘッド７を回転自在に支持し、かつア
ーム６ａ、６ｂは、互いに平行な位置関係を保ってい
る。アーム６ａ、６ｂは、左右移動体５に回転自在に支
持される支点を中心に、α３で示す方向に回転し、この
回転に伴ってヘッド７はその姿勢を一定に保ちながら上
下及び前後方向に移動する。

【００１４】ヘッド７はアーム８を、垂直な軸まわりに
α１方向に回転するように回転自在に支持する。同じく
アーム８はアーム９を、垂直な軸まわりにα２方向に回
転するように回転自在に支持する。アーム９にはアーム
１０が垂直な軸回りにα４方向に回転するように回転自
在に支持される。更にアーム１０にはエンドエフェクタ
としてのトーチ１１が水平な軸まわりにα５方向に回転
するように回転自在に支持される。Ｔ１方向への移動、
及びα１〜α５方向の回転は全て図示しないモータで駆
動される。

【００１５】可燃性のガスと酸素ガスが可とう性のガス
管１２によりトーチ１１へ送出される。梁３の一端付近
には、トーチ１１に種火を着火するための火炎を常時吹
出す着火装置１３が設けられている。Ｔ１方向への移
動、並びにα１〜α５方向の回転を駆動するモータ、及
びトーチへ送出されるガス量等の切断加工ロボットＲＢ
の動作はロボット制御盤１４によって制御される。ロボ
ット制御盤１４には、６軸の座標値Ｔ１、α１〜α５、
並びにトーチへ送出されるガス量に関する教示データが
記憶されており、この教示データに従ってトーチ１１の
動作が制御される。切断加工すべきワークは梁３の前面
に位置するワーク取付台（図示しない）へ、ワークがト
ーチ１１の可動範囲内に位置するように固定して取り付
けられる。

【００１６】ロボット制御盤１４にはオフライン教示装
置としてのパーソナルコンピュータ１５が接続されてい
る。このパーソナルコンピュータ１５は、ＣＲＴ１６、
キーボード１７、マウス１８、ハードディスク１９、及
びプリンタ２０などを備えている。オペレータはまず、
このパーソナルコンピュータ１５を用いて、切断加工ロ
ボットＲＢ本体を動作させることなく教示データを作成
し、作成された教示データをロボット制御盤１４に転送
して記憶させる。

【００１７】［切断加工ロボットＲＢの動作の概略手
順］図３は前記教示データに基づく切断加工ロボットＲ
Ｂの動作の概略手順を示すフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１で前処理を行う。すなわち、トーチ１
１が待機位置から着火装置１３へ移動し、可燃性のガス
が比較的少量率でトーチ１１へ送られる。これにより、
トーチ１１には種火が着火する。続いてトーチ１１が次
のステップＳ２を開始する位置まで移動する。

【００１８】ステップＳ２では、ワークの位置を検知す
るセンシングを行う。図４はセンシングを行うための装
置の概略構成を示す模式図である。トーチ１１には、先
端部から吹き出る火炎２１において切断のための狙い位
置に相当するポイントにその先端が位置するように導電
性の探針２２が設けられている。探針２２とワークＷの
間には通電経路２３が設けられており、通電経路２３に
は探針２２とワークＷの間に電圧を付加する電圧源２４
と通電経路２３に沿った通電を検出する検出器２５が介
挿されている。探針２２の先端部がワークＷに接触する
と、通電経路に電流が流れる。検出器２５はこの電流を
検出する。センシングを行うときには探針２２の先端部
がワークＷに適宜接触すべくトーチ１１をワークＷの近
傍で移動させる。このとき、検出器２５で通電が検出さ
れたときのトーチ１１の位置からワークＷの位置を検知
する。

【００１９】後述のステップＳ４での切断作業及びその
他のステップにおけるトーチ１１の動作を規定する教示
データは、このステップＳ３で行ったセンシングによっ
て得られたワークＷの位置に関する情報をもとに修正さ
れる。すなわちセンシングの結果、ワークＷの取付位置
と教示データが前提としているワークＷの取付位置との
間にずれが認められれば、ずれを補正すべく教示データ
におけるトーチ１１の位置及び向きを規定する座標値を
修正する。これにより、ワークＷの取付け位置の誤差に
よって誤った切断作業を行うことを防止することができ
る。

【００２０】ステップＳ３ではアプローチ動作を行う。
すなわち、ワークＷの切断を開始する地点までトーチ１
１を移動させる、とともに切断開始地点でワークＷの予
備加熱を行う。また、最初の切断線に沿った切断を開始
する前に、切断の開始点における切断の仕上がりを滑ら
かにするために、切断の開始点へトーチ１１を滑らかに
導入するように移動させる。その後ステップＳ４へ移行
する。

【００２１】ステップＳ４ではワークＷの１つの切断線
に沿って切断作業を行う。切断線は、直線又は円弧から
成っており、ステップＳ４では１つの直線、又は１つの
円弧に沿った切断を実行する。

【００２２】ステップＳ５では別の切断線を切断するか
否かを判定する。ワークＷの切断線に沿った切断が全て
実行されておれば、もはや切断すべき別の切断線はない
と判断し、ステップＳ８へ進む。逆にワークＷの切断さ
れていない切断線がまだ残っているときには別の切断線
を切断すると判断し、ステップＳ６へ進む。

【００２３】ステップＳ６ではコーナー処理を行うかど
うかを判断する。最後に切断が終了した切断線と次に切
断すべき切断線が滑らかに接続されている場合などコー
ナー処理を要しない場合には、ステップＳ４へ移行しコ
ーナー処理を行うことなく次の切断線に沿った切断を実
行する。逆にコーナー処理を要する場合にはステップＳ
７へ移行する。

【００２４】ステップＳ７ではコーナー処理を行う。す
なわち、２本の切断線の接続点における切断の仕上がり
が滑らかになるように、接続点の近傍において切断線に
沿った切断以外に余分な切断を実行する。コーナー処理
が終了するとステップＳ４へ移行して、次の切断線に沿
った切断を実行する。

【００２５】ステップＳ８では逃げ動作を行う。すなわ
ち、最後の切断線に沿った切断が終了した後に、切断の
最終地点における切断の仕上がりを滑らかにするため
に、切断の最終地点からトーチ１１を滑らかに引き離す
ように移動させる。その後ステップＳ９へ移行する。

【００２６】ステップＳ９では後処理を行う。すなわ
ち、トーチ１１を所定の待機位置へ移動させ、種火を消
火する。

【００２７】［教示の概略手順］図１は、トーチ１１の
動作を規定する教示データを作成してロボット制御盤１
４へ転送することを内容とする教示作業の概略手順を示
すフローチャートである。教示データの作成は、図２の
パーソナルコンピュータ１５を使用して行う。

【００２８】まずステップＳ１１では、パターンデータ
を新規に作成するか或は既に登録されているパターンデ
ータを修正するか否かを判断する。既に登録されている
パターンデータをそのまま使用する場合には、上記の中
の何れでもないのでそのままステップＳ１３へ移行す
る。逆に、新規にパターンデータを作成するか或は既に
登録されているパターンデータを修正する場合には、ス
テップＳ１２へ移行する。ここで、パターンデータと
は、後に実例を挙げて詳述するように、切断加工の各段
階における切断加工ロボットＲＢのエンドエフェクタ
（この例ではトーチ１１）の３次元空間上の一連の動作
を一括して予め登録し、切断加工ロボットＲＢの動作手
順を教示する段階で引用するものであり、この発明の主
旨に関わるものである。

【００２９】ステップＳ１２ではパターンデータを作成
或は修正する。パターンデータは、切断加工の各段階
毎、すなわち図３のフローチャートにおける各ステップ
毎に、個別に作成乃至修正する。パターンデータの作成
は、３次元ＣＡＤを用いるか、或は切断加工ロボットＲ
Ｂのトーチ１１を熟練技能者が操作しつつ教示するティ
ーチングプレイバック方法によって実行される。この過
程で、いわゆる技術ノウハウに属する高度な熟練を要す
る複雑なトーチ１１の動きをパターンデータの中に盛り
込むことができる。

【００３０】作成乃至修正したパターンデータは登録さ
れる。すなわち、のちに引用し得るように、パーソナル
コンピュータ１５の記憶装置、例えばハードディスク１
９に、他のパターンデータと識別し得る名称と共に記憶
する。必要なパターンデータを作成乃至修正し登録する
作業が全て終了するとステップＳ１３へ移行する。

【００３１】ステップＳ１３では、ワークＷの形状及び
切断すべき切断線の形状に関する図形データを作成す
る。これら図形データの作成においては、コンピュータ
を用いた２次元図形データを作成するシステムである２
次元ＣＡＤを用いる。より具体的には、市販の２次元Ｃ
ＡＤのソフトウェアをパーソナルコンピュータ１５に組
み込む（インストールする）ことにより前記図形データ
の作成を実行する。切断線の形状は直線、又は円弧の集
まりとして表現される。２次元ＣＡＤでの２次元図形デ
ータの作成は、３次元ＣＡＤを用いた３次元図形データ
の作成に比べ、格段に容易に行い得る。３次元空間上の
切断作業を実行するのに準備すべき図形データが、２次
元ＣＡＤにより容易に作成される２次元図形データで十
分であることは、この発明の利点の１をなすものであ
る。図形データの作成が終了すると、ステップＳ１４へ
移行する。

【００３２】ステップＳ１４では、切断加工ロボットＲ
Ｂの動作手順を教示する。パーソナルコンピュータ１５
に付随するＣＲＴ１６には、ステップＳ１３で作成した
２次元ＣＡＤ図形を表示し、２次元ＣＡＤ図形上に適宜
点を指定するとともに、登録されているパターンデータ
の中から必要なパターンデータを適宜選択して指定する
ことにより、切断加工ロボットＲＢの３次元動作に関わ
る手順を教示する。切断作業における開先角度、ルート
フェイス、切幅なども同時に指定する。これらの指定
は、これらの数値をキーボード１７を用いて入力するこ
とにより容易に実行できる。この点とともに、上記のよ
うに切断加工ロボットＲＢの一連の３次元動作をあらか
じめパターンデータとして登録しておき、これを引用す
ることにより教示を行うので、熟練技能者のみが行い得
る高度な技術をも盛り込んだ、切断加工ロボットＲＢの
複雑な３次元動作に関わる手順を、２次元ＣＡＤ図形上
で容易に教示することができる。

【００３３】ステップＳ１４での作業に伴って、パーソ
ナルコンピュータ１５に付随するハードディスク１９の
所定の記憶領域中には、切断加工ロボットＲＢの動作を
規定する教示データが作成される。この教示データは、
ワークＷに相対的な座標（ワーク座標系）で表現され、
トーチ１１の狙い位置及び向きを順を追って指示する、
一連の信号である。教示が終了すると作業はステップＳ
１５へ移行する。

【００３４】ステップＳ１５ではワーク座標系での教示
データをＮＣ形式の教示データへ変換する。このとき、
ワーク座標軸とＮＣ座標軸の間の関係を入力する。すな
わち、ワーク座標系の１つの軸、例えばｘ軸のＮＣ座標
系の中での位置と向きを表現するＮＣ座標値をキーボー
ド１７を操作して入力する。

【００３５】ＮＣ形式の教示データは、トーチ１１の狙
い位置及び向きを、切断加工ロボットＲＢ本体に相対的
な５自由度の座標（ＮＣ座標系）で表現する。ＮＣ座標
系で表現されたＮＣ形式の教示データは、各種ロボット
間の共通言語としての性格を有した、ロボットの機種に
限定されない形式で表現される。それ故、教示データを
一旦ＮＣ形式に変換して、なんらかの記憶媒体に保存し
ておくと多種類の切断加工ロボットに適用することがで
きるという利点がある。教示データの変換が終了する
と、ステップＳ１６へ移行する。

【００３６】ステップＳ１６では、教示データをロボッ
ト座標系での教示データに変換する。ロボット座標系と
は、一般にロボットの種類に固有の座標軸を基準として
エンドエフェクタの位置及び向きを規定する座標であ
り、図１に示す切断加工ロボットＲＢにおいては、トー
チ１１の動作を６個の自由度で規定するＴ１、α１〜α
５の６変数を意味する。ステップＳ１６では、ＮＣ形式
の教示データを、トーチ１１の動作をこれらＴ１、α１
〜α５の６変数で表現するロボット座標系での教示デー
タに変換する。ＮＣ形式の教示データを使用する必要が
ない場合には、ステップＳ１５は実行する必要はなく、
ステップＳ１４から直接ステップＳ１６へ移行してもよ
い（図１の点線）。この場合には、ステップＳ１６では
ワーク座標系での教示データからロボット座標系での教
示データへ直接に変換する。ロボット座標系での教示デ
ータへの変換が終了するとステップＳ１７へ移行する。

【００３７】ステップＳ１７ではロボット座標での教示
データをロボット制御盤１４へ転送し記憶させる。以上
により教示作業は終了する。

【００３８】［パターンデータの作成例］以下におい
て、上述のステップＳ１２で作成するパターンデータの
実例について述べる。

【００３９】＜前処理のパターンデータ＞図５は前処理
（ステップＳ１）のパターンデータの１例である。前処
理のパターンデータはＮＣ座標系で表現される。図５に
描かれる３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はＮＣ座標系における座標
軸である。ＮＣ座標系とロボット座標系の関係は、例え
ばＮＣ座標系のＺ軸が切断加工ロボットＲＢの上方向に
一致し、ＮＣ座標系のＸ軸がロボット座標系のＴ１方向
に一致し、ＮＣ座標系のＹ軸が切断加工ロボットＲＢの
梁３からトーチ１１が位置する前方へ向かう方向に一致
するように対応する。ワークＷは板状の形状をなし、例
えば約Ｚ＝0 の位置にその主面が水平になるように、か
つＹ＞0 の範囲内に取り付けられる。図５ではトーチ１
１の位置と向きを便宜上、円錐体で表現している（以下
の図においても同様）。円錐体の先端がトーチ１１から
噴出する火炎２１における切断ための狙い位置を表現す
る。円錐体の底面から先端に向かう方向が火炎２１が吹
出す方向である。

【００４０】トーチ１１は、はじめに待機位置である点
Ｐ１に位置している。点Ｐ１は、例えばトーチ１１が梁
３の中央にあり、かつワークＷから十分に（例えば1000
mm）上方に位置する（2500、0 、1000）の位置である。
座標値はＮＣ座標系における座標値であり、ミリメート
ル（mm）単位で表現している。次に、トーチ１１は水平
に移動して着火装置１３の真上の位置である点Ｐ２へ向
かう。着火装置１３の火炎の位置である点Ｐ３は例えば
（5000、0 、0 ）の位置にある。トーチ１１は点Ｐ２へ
達すると点Ｐ３へ向かって下降し、点Ｐ３に達した時点
で、トーチ１１への可燃性ガスの供給を開始する。これ
により、トーチ１１には種火が着火する。このときの可
燃性ガスの供給率は比較的少量率である。次に、トーチ
１１はＰ３からＰ２へ戻り、更に点Ｐ１へ戻った後、次
の工程すなわちセンシング（ステップＳ２）の開始位置
である点Ｐ４まで移動する。

【００４１】点Ｐ４の座標値は具体的な数値で規定され
ずに、変数で与えられる。上述のステップＳ１５で教示
データがＮＣ座標系での教示データに変換される際、又
はステップＳ１６で教示データがロボット座標系での教
示データに変換される際に、前処理のパターンデータと
前処理に続くセンシングのパターンデータとが結合さ
れ、このときに前記の変数にセンシングのパターンデー
タが有する具体的な数値が代入される。

【００４２】＜センシングのパターンデータ＞図６はセ
ンシング（ステップＳ２）のパターンデータの一例であ
る。ワーク座標系（ｘ、ｙ、ｚ）においてｚ＝0 で規定
される平面上に位置する２つの基準点Ｂ１１、Ｂ１２を
基準に動作の位置が決定される。基準点Ｂ１１、Ｂ１２
の座標値は、ステップＳ１４において切断加工ロボット
ＲＢの動作手順を教示する中で付与する。トーチ１１
（正確には火炎２１の中の狙い位置。以下同様。）の初
期の位置である点Ｐ１１は、例えば、基準点Ｂ１２から
Ｂ１１へ延ばした延長線上の、Ｂ１１から50mm離れた点
からｚ軸の正方向に10mm離れた位置である。この点Ｐ１
１は上記の点Ｐ４と同一位置であり、上記のようにステ
ップＳ１５又はＳ１６において、点Ｐ１１の座標値が点
Ｐ４の座標値として付与される。

【００４３】トーチ１１は初期の位置Ｐ１１において、
まずｚ軸に平行で基準点Ｂ１１、Ｂ１２を含む平面内
で、図６に示すようにｚ軸に対して45度をなす方向に向
きを選ぶ。つぎに、トーチ１１は初期の位置Ｐ１１から
点Ｐ１２へ向かって移動する。点Ｐ１２は基準点Ｂ１１
からＢ１２へ延ばした延長線上の基準点Ｂ１２から10mm
離れた位置から更にｚ軸の正方向に10mm離れた位置であ
る。トーチ１１が点Ｐ１２へ達すると、点Ｐ１２からｚ
軸の負方向に20mm離れた点Ｐ１３へ向かって移動する。
この過程において、検出器２５で通電が検出され探針２
２がワークＷに接触したことがわかると、その時点での
トーチ１１の位置に対応する座標値を記憶するととも
に、トーチ１１は移動方向を反転して点Ｐ１２へ戻る。
点Ｐ１２へ戻ると、点Ｐ１４へ向かって移動する。点Ｐ
１４は、基準点Ｂ１２からＢ１１へ延ばした延長線上
の、Ｂ１１から40mm離れた点からｚ軸の正方向に10mm離
れた位置であり、点Ｐ１１と点Ｐ１２を結ぶ線分上に位
置する。トーチ１１が点Ｐ１４へ達すると、点Ｐ１４か
らｚ軸の負方向に20mm離れた点Ｐ１５へ向かって移動す
る。トーチ１１は点Ｐ１５へ達すると点Ｐ１３へ向かっ
て移動する。この点Ｐ１５から点Ｐ１３へ移動する中
で、検出器２５で通電が検出され探針２２がワークＷに
接触したことがわかると、その時点でのトーチ１１の位
置に対応する座標値を記憶するとともに、トーチ１１は
移動方向を反転して点Ｐ１５へ戻る。更に点Ｐ１５から
点Ｐ１４へ戻り、つづいて次の工程、例えばアプローチ
動作（ステップＳ３）の開始位置である点Ｐ１６まで移
動する。

【００４４】点Ｐ１６の座標値は、上述の点Ｐ４と同様
に具体的な数値で規定されずに、変数で与えられる。上
述のステップＳ１５で教示データがＮＣ座標系での教示
データに変換される際、又はステップＳ１６で教示デー
タがロボット座標系での教示データに変換される際に、
センシングの当該パターンデータと次の工程のパターン
データとが結合され、このときに前記の変数に次の工程
のパターンデータが有する具体的な数値が代入される。

【００４５】以上の動作によりワークＷのｚ方向の位置
と２つの基準点を結ぶ線分の方向の位置を検知すること
ができる。センシングの工程（ステップＳ２）では、セ
ンシングのパターンデータを１回実行するだけでなく、
複数対の基準点を設定することによりセンシングのパタ
ーンデータを複数回実行することも可能であり、そうす
ることによりワークＷの位置を完全に把握することがで
きる。また、上記のセンシングのパターンデータは１例
であって、他に幾通りものセンシングのパターンデータ
を準備することができる。

【００４６】＜アプローチ動作のパターンデータ＞図７
はアプローチ動作（ステップＳ３）のパターンデータの
一例である。ワーク座標系（ｘ、ｙ、ｚ）においてｚ＝
0 で規定される平面上に位置する２つの基準点Ｂ２１、
Ｂ２２を基準に動作の位置が決定される。基準点Ｂ２
１、Ｂ２２の座標値はステップＳ１４において切断加工
ロボットＲＢの動作手順を教示する中で付与する。基準
点Ｂ２２はアプローチ動作（ステップＳ３）につづく切
断作業（ステップＳ４）の開始点に一致する。トーチ１
１の初期の位置である点Ｐ２１は、例えば、基準点Ｂ２
２からＢ２１へ延ばした延長線上の、Ｂ２１から50mm離
れた点からｚ軸の正方向に20mm離れた位置である。この
点Ｐ２１は最後に引用されるセンシングのパターンデー
タにおける上記の点Ｐ１６と同一位置であり、上記のよ
うにステップＳ１５又はＳ１６において、点Ｐ２１の座
標値が点Ｐ１６の座標値として付与される。

【００４７】トーチ１１は初期の位置Ｐ２１から点Ｐ２
２へ向かって移動する。点Ｐ２２は基準点Ｂ２２からＢ
２１へ延ばした延長線上の、基準点Ｂ２１から20mm離れ
た位置である。トーチ１１は点Ｐ２２に達すると基準点
Ｂ２１を経由して基準点Ｂ２２へ向かう。トーチ１１は
基準点Ｂ２２へ達すると、一旦停止する。この一旦停止
の間に、ワークＷの切断開始地点の近傍がトーチ１１の
種火炎により予熱される。トーチ１１が一定時間停止し
た後、トーチ１１へ供給される可燃性ガスの供給率を高
めると共に酸素ガスが供給される。このことにより、ト
ーチ１１の先端から噴出する火炎２１はワークＷの切断
を行い得る酸素炎となる。基準点Ｂ２２において酸素炎
の噴出を開始してアプローチ動作は終了する。アプロー
チ動作のパターンデータも上記の１例だけではなく、複
数種類のパターンデータを準備することができる。

【００４８】ステップＳ１４において切断加工ロボット
ＲＢの動作手順を教示する中で、後述するように、切断
時における開先角度、ルートフェイス、切幅、を指定す
るが、これらの指定された値に基づいて、アプローチ動
作のパターンデータに補正が加えられる。また、トーチ
１１の向きは、開先角度の指定値が付与されることによ
り定まる。図７は開先角度の指定値がゼロである場合を
図示したものである。これらについては、図１５につい
て説明する際に詳述する。

【００４９】＜コーナー処理のパターンデータ＞図８は
コーナー処理（ステップＳ７）のパターンデータの一例
である。ワーク座標系（ｘ、ｙ、ｚ）においてｚ＝0 で
規定される平面上に位置する１つの基準点Ｂ３１を基準
に動作の位置が決定される。基準点Ｂ３１の座標値はス
テップＳ１４において切断加工ロボットＲＢの動作手順
を教示する中で付与する。基準点Ｂ３１は１つの切断線
Ｌ３１に沿った切断（ステップＳ４）の終了地点と次の
切断線Ｌ３２に沿った切断（ステップＳ４）の開始点に
一致する。コーナー処理においては、基準点Ｂ３１が開
始点でありかつ終了点である。

【００５０】コーナー処理においては、トーチ１１は切
断（ステップＳ４）のときと同様の酸素炎を噴出しつづ
ける。トーチ１１は、まず基準点Ｂ３１から切断線Ｌ３
１の基準点Ｂ３１における接線に沿って20mmの距離だけ
移動する。つぎに、トーチ１１は基準点Ｂ３１を中心に
円弧を描くように移動し、切断線Ｌ３２の基準点Ｂ３１
における接線上の点Ｐ３３に達すると、この接線に沿っ
て基準点Ｂ３１へ向かって移動する。トーチ１１が基準
点Ｂ３１に達すると、コーナー処理を終了する。上記
接線の方向は、Ｌ３１、及びＬ３２が与えられることに
より確定する。上述のステップＳ１５で教示データがＮ
Ｃ座標系での教示データに変換される際、又はステップ
Ｓ１６で教示データがロボット座標系での教示データに
変換される際に、コーナー処理に先立つ切断処理の教示
データと、コーナー処理に後続する切断処理の教示デー
タが、ともに当該コーナー処理の教示データと結合され
る。このときにパーソナルコンピュータ１５により演算
が実行され前記のＬ３１、とＬ３２のデータから前記接
線の方向が確定する。

【００５１】コーナー処理のパターンデータも上記の１
例だけではなく、複数種類のパターンデータを準備する
ことができる。ステップＳ１４において切断加工ロボッ
トＲＢの動作手順を教示する中で、指定される切断時に
おける開先角度、ルートフェイス、及び切幅に基づい
て、コーナー処理のパターンデータに補正が加えられ
る。また、トーチ１１の向きは、開先角度の指定値が付
与されることにより定まる。図８は開先角度の指定値が
ゼロである場合を図示したものである。これらについて
は、図１６について説明する際に詳述する。

【００５２】＜逃げ動作のパターンデータ＞図９は逃げ
動作（ステップＳ８）のパターンデータの一例である。
ワーク座標系（ｘ、ｙ、ｚ）においてｚ＝0 で規定され
る平面上に位置する２つの基準点Ｂ４１、Ｂ４２を基準
に動作の位置が決定される。基準点Ｂ４１、Ｂ４２の座
標値はステップＳ１４において切断加工ロボットＲＢの
動作手順を教示する中で付与する。基準点Ｂ４１は逃げ
動作（ステップＳ８）の直前の切断作業（ステップＳ
４）の終了地点に一致する。

【００５３】トーチ１１は基準点Ｂ４１において可燃性
ガスの供給率を低くすると共に酸素ガスの供給を停止す
る。これにより、トーチ１１は酸素炎の噴出を停止し、
相対的に火力の弱い種火炎の噴出に移行する。トーチ１
１は、更に基準点Ｂ４１から基準点Ｂ４２へ向かって移
動し、基準点Ｂ４２を経由した後、基準点Ｂ４１からＢ
４２への延長線上を更に移動し、基準点Ｂ４２から20mm
の距離に位置する点Ｐ４１に達すると、点Ｐ４２へ向か
って移動する。点Ｐ４２は、基準点Ｂ４１からＢ４２へ
の延長線上の基準点Ｂ４２から50mmの距離の位置から、
ｚ軸の正方向に20mm離れた位置である。トーチ１１が点
Ｐ４２に達すると逃げ動作を終了する。

【００５４】逃げ動作のパターンデータも上記の１例だ
けではなく、複数種類のパターンデータを準備すること
ができる。ステップＳ１４において切断加工ロボットＲ
Ｂの動作手順を教示する中で、指定される切断時におけ
る開先角度、ルートフェイス、及び切幅に基づいて、コ
ーナー処理のパターンデータに補正が加えられる。ま
た、トーチ１１の向きは、開先角度の指定値が付与され
ることにより定まる。図９は開先角度の指定値がゼロで
ある場合を図示したものである。これらについては、図
１５について説明する際に詳述する。

【００５５】＜後処理のパターンデータ＞図１０は後処
理（ステップＳ９）のパターンデータの１例である。後
処理のパターンデータはＮＣ座標系で表現される。図１
０に描かれる３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はＮＣ座標系における
座標軸である。

【００５６】点Ｐ５１は、直前の工程すなわち逃げ動作
（ステップＳ８）の終了地点である点Ｐ４２に相当す
る。トーチ１１は点Ｐ５１からトーチ１１の待機位置で
ある点Ｐ５２へ直線的に移動する。点Ｐ５２は、例えば
図５における点Ｐ１と同一位置、すなわちＮＣ座標系に
おける（2500、0 、1000）である。

【００５７】点Ｐ５１の座標値は具体的な数値で規定さ
れずに、変数で与えられる。上述のステップＳ１５で教
示データがＮＣ座標系での教示データに変換される際、
又はステップＳ１６で教示データがロボット座標系での
教示データに変換される際に、逃げ動作のパターンデー
タと、逃げ動作に続く後処理のパターンデータとが結合
され、このときに前記の変数に逃げ動作のパターンデー
タが有する点Ｐ４２の座標値が代入される。

【００５８】［切断加工時のトーチ１１の動作］図１１
は上度開先切断加工時のトーチ１１の動作を説明する動
作説明図である。ステップＳ１４において、切断加工ロ
ボットＲＢの動作手順を教示する際には、切断線の終端
に相当する教示点（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・）を指定す
ることにより切断線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・）を教示
する。同時に、開先角度θ、ルートフェイスｒ、ワーク
Ｗの厚さｄ、及び切幅ｗの数値を教示する。図１１に示
す例における切断線の形状は、切断線Ｌ１は直線、切断
線Ｌ２とＬ３は円弧である。また、各切断線は教示点に
おいて滑らかに接続されている。このような教示データ
に基づいて、トーチ１１は図１１における円錐体で示す
ような動作をする。すなわち、トーチ１１は、その狙い
位置が切断線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・から距離ｄ１をも
って離れたワークＷの主面ＰＳ１上の線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ
３・・・を辿り、その中心軸Ａｘが線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３
・・・に常時垂直をなしかつワークＷの主面ＰＳ１の法
線に対して角度θを成すように動作する。距離ｄ１は数
１で与えられる。

【００５９】

【数１】

【００６０】これにより、指定の開先角度θ、ルートフ
ェイスｒを有するような切断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・
が実現する。しかも、中心軸Ａｘ方向のトーチ１１の狙
い位置を、有効に切断を行う上で最適な位置であるワー
クＷの表面上に保ちながら、切断を実行することができ
る。

【００６１】図１２は下度開先切断加工時のトーチ１１
の動作を説明する動作説明図である。上度開先切断を教
示する場合と同様に、ステップＳ１４において切断加工
ロボットＲＢの動作手順を教示する際に、切断線の終端
に相当する教示点（Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３・・・）を
指定することにより切断線（Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３・
・・）を教示すると同時に、開先角度θ、ルートフェイ
スｒ、ワークＷの厚さｄ、及び切幅ｗの数値を教示す
る。図１２に示す例における切断線の形状は、切断線Ｌ
１１は直線、切断線Ｌ１２とＬ１３は円弧である。ま
た、各切断線は教示点において滑らかに接続されてい
る。このような教示データに基づいて、トーチ１１は図
１１における円錐体で示すような動作をする。すなわ
ち、トーチ１１は、常に切断線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３
・・・に垂直でかつワークＷの主面ＰＳ１の法線と角度
θをなし、その狙い位置が切断線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１
３・・・から距離ｄ２をもって離れたワークＷの主面Ｐ
Ｓ１の延長面上の線Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３・・・から
更にその軸Ａｘに沿ってトーチ１１の先端の方向に距離
ｓをもって移動した位置、すなわち切断線Ｌ１１、Ｌ１
２、Ｌ１３・・・と距離ｔをなすワークＷの縁面ＰＳ２
上の線Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３・・・を辿るように動作
する。距離ｄ２、ｓ、及びｔは各々数２、数３、及び数
４で与えられる。

【００６２】

【数２】

【００６３】

【数３】

【００６４】

【数４】

【００６５】これにより、指定の開先角度θ、ルートフ
ェイスｒを有するような切断面Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３
・・・が実現する。しかも、中心軸Ａｘ方向のトーチ１
１の狙い位置を、有効に切断を行う上で最適な位置であ
るワークＷの表面上に保ちながら、切断を実行すること
ができる。

【００６６】［教示工程の例］以下において、１つの例
によるワークＷの切断作業を行うために、ステップＳ１
４で切断加工ロボットＲＢの動作を教示する工程につい
て説明する。図１３は教示の最終段階でＣＲＴ１６の画
面Ｓに表示される画像である。図１４は教示段階ごとに
入力され、ＣＲＴ１６の下欄に表示される教示データの
組の一覧である。

【００６７】＜ＣＲＴ１６の画面における表示＞ステッ
プＳ１４において切断加工ロボットＲＢの動作を教示す
るには、それより前のステップＳ１３で２次元ＣＡＤを
使って作成された図形データを用いる。画面Ｓ上には図
１３に示すように平板形状のワークＷの平面図が図示さ
れる。画面Ｓ中のワークＷを表示する領域の４隅にはワ
ーク座標系での座標値が表示される。画面Ｓ中に表示さ
れる座標軸ｘ、ｙはワーク座標系の座標軸を表現してい
る。すなわち、ワーク座標系の座標軸ｘ、ｙはワークＷ
の主面に平行であり、ｚは主面に垂直である。

【００６８】カーソルＣＳはマウス１８を操作すること
により画面Ｓ上で自由にその位置を変えることができ
る。前記座標値を表示する位置へカーソルＣＳを移動さ
せマウス１８のボタン（図示しない）をクリックするこ
とにより、座標値を変更し得る状態となり、この状態で
キーボード１７を用いて数値を入力することにより、容
易に前記４隅の座標値を変更することができる。すなわ
ち、キーボード１７とマウス１８の操作により、画面Ｓ
のワーク座標系上のスケールを容易に変更することがで
きる。図１３の例では画面Ｓ中のワークＷを表示する領
域の横幅は300mm、縦幅は200mm の長さに相当してい
る。画面Ｓの下方の領域には、教示の１つの段階に入力
された教示データの組が表示される。

【００６９】この実例では、画面Ｓに表示される板状の
ワークＷについて、ワークＷの右縁の線、すなわち番号
４から７までの点で挟まれた線Ｌ４１、Ｌ４２、及びＬ
４３を切断線として、開先角度30度、ルートフェイス5m
m 、切幅0 で上度開先切断を教示する。まず、キーボー
ド１７を操作してワークＷの厚さを10mmと入力する。

【００７０】＜センシングの教示＞つづいて、カーソル
ＣＳを移動させて画面Ｓの左下部の表示”ステップ”を
指示し、ここでマウス１８をクリックすることにより第
１の教示段階を意味するステップ１のデータの組を入力
し得る状態となる。このとき、表示”ステップ”の下の
欄にはステップ番号として１が表示される（図１４のス
テップ１の行）。このステップ番号は、教示における各
段階を識別する指標であり、同時に切断加工ロボットＲ
Ｂが実行する手順の順序に対応する。ステップ１すなわ
ち第１の教示段階における教示データの組を、図１４の
ステップ１の行に示す様に入力する。まず、カーソルＣ
Ｓで画面Ｓ上の”Ｎｏ”を指示した上でマウス１８をク
リックする。このとき、”Ｎｏ”の下欄に数値を入力し
得る状態となり、キーボード１７を操作して数値”１”
を入力する。この”Ｎｏ”は点番号を意味する。

【００７１】つづいて、カーソルＣＳを画面Ｓ上で移動
させ、画面Ｓ上の点番号１の点（略して点１と記載す
る。以下同様である。）の位置を指示する。画面Ｓ上
の”Ｘ”及び”Ｙ”の下欄には、カーソルＣＳが指示す
る位置のｘ座標値及びｙ座標値が各々表示され、カーソ
ルＣＳが画面Ｓ上を移動するに伴って、これらの座標値
も変化する。座標値が（120.0 、20.0）となるようにカ
ーソルＣＳを適宜移動させた上でマウス１８をクリック
する。これにより図１３に示すように、画面Ｓ上には前
記座標値に対応する位置に黒丸印が表示され、同時にそ
の近傍に”１”が表示される。画面Ｓ上の”Ｘ”及び”
Ｙ”の下欄には、点１の確定した前記座標値が表示され
る。

【００７２】つぎに、画面Ｓ上の”処理”をカーソルＣ
Ｓで指示しマウス１８をクリックする。すると、画面Ｓ
は登録されたパターンデータの名称の一覧を表示する
（図示しない）。この一覧表示上で、登録されている複
数のセンシングのパターンデータの中から例えば３番目
のパターンデータを選択する。すなわち、カーソルＣＳ
で該当するパターンデータの名称を指示した上で、マウ
ス１８をクリックする。そうすると、前記一覧表示は画
面Ｓから消滅し、元の画像が現れ、”処理”の下欄に”
センシング３”と表示される。このとき、同時に”モー
ド”の下欄には”基準点”が表示される。すなわち、パ
ターンデータとしてセンシングのパターンデータを選択
したために、点１が自動的に基準点とみなされることを
表示する。ここでは、選択したセンシングの３番目のパ
ターンデータが、図６に示す上述のパターンデータであ
るとする。

【００７３】以上により、ステップ１の教示段階で入力
されたデータの組は図１４のステップ１の行に示す通り
となる。センシングのパターンデータを選択した場合に
は、開先角度、切幅、ルートフェイス、トーチ１１の移
動速度等の条件については入力の必要がない。それ
故、”開先”、”切幅”、”ルート”、及び”条件”の
下欄は空白のままであるか、又は入力禁止の記号（図１
４中の記号”−”）が表示される。

【００７４】次に、第２の教示段階であるステップ２に
おける教示データの組の入力を行う。まずカーソルＣＳ
で”ステップ”を指示した上で、マウス１８をクリック
する。これにより、”ステップ”の下欄の表示が”２”
に変わる。以下、上記と同様の要領で、図１４のステッ
プ２の行に示すようにデータの組を入力する。ステップ
１とステップ２でセンシングの第３のパターンデータを
選択しているために、ステップ１で教示した点１、ステ
ップ２で教示した点２は、それぞれ図６における基準点
Ｂ１１、Ｂ１２に対応づけられる。点番号の若い方、つ
まり点１の方が基準点Ｂ１１に対応づけられる。すなわ
ち、基準点Ｂ１１、Ｂ１２の座標値として、各々点１、
点２の座標値が代入される。センシングの際の第２の基
準点である点２はワークＷの輪郭線上に設定する。

【００７５】＜アプローチ動作の教示＞次に、第３及び
第４の教示段階であるステップ３、及び４において、ア
プローチ動作を教示する。各ステップでの入力が終了し
た時点での画面Ｓの下欄の表示は、図１４のステップ
３、４の各行に示す通りである。ステップ３、４ではパ
ターンデータとして、アプローチ動作のパターンデータ
を選択する。各種登録されているアプローチ動作のパタ
ーンデータの中から、例えば２番目のパターンデータを
選択する。これにより、画面Ｓの”処理”の下欄には”
アプローチ２”が表示される。ここでは、選択したアプ
ローチの２番目のパターンデータが、図７に示す上述の
パターンデータであるとする。

【００７６】ステップ３、４において各々点３、点４を
図１３に示すように教示する。点３、点４は、それぞれ
図７における基準点Ｂ２１、Ｂ２２に対応づけられる。
ステップ番号の若い方、つまりステップ３で教示される
点である点３の方が基準点Ｂ２１に対応づけられる。す
なわち、基準点Ｂ２１、Ｂ２２の座標値として、各々点
３、点４の座標値が代入される。基準点Ｂ２２は切断開
始点であるから、点４は図１３に示すように、切断線Ｌ
４１の１端点であり、ワークＷの切断開始点であるワー
クＷの輪郭上の右下端に教示する。基準点Ｂ２１は最初
の切断線に接近する方向を定める点である。トーチ１１
は切断線へ滑らかに接近することが望ましく、それ故最
初に切断する切断線Ｌ４１の切断開始点における接線上
に基準点Ｂ２１が位置するように基準点Ｂ２１の位置を
定めるのがよい。従って、点３は図１３において最初に
切断すべき切断線であるＬ４１の延長線上に教示するの
がよい。パターンデータとしてアプローチ動作のパター
ンデータを選択したために、”モード”の下欄には、点
３、或は点４が自動的に基準点とみなされることを意味
する”基準点”が表示される。

【００７７】また、パターンデータとしてアプローチ動
作のパターンデータを選択したために、開先角度、切
幅、ルートフェイス、及びトーチ１１の移動速度等の条
件も入力される。切断開始点における切断面の仕上がり
良好にするためには、これらの入力データは切断加工に
おける入力データと同一にするのがよい。それ故、開先
角度として30.0度、切幅0.0mm 、ルートフェイス5.0mm
を入力する。これらの数値を入力するには、例えばカー
ソルＣＳで”開先”を指示し、マウス１８をクリックし
た上で、キーボード１７により数値を30.0と入力する。
以下同要領である。”開先”の下欄に入力する数値が正
であれば上度開先切断を意味し、逆に負であれば下度開
先切断を意味する。従ってこの例では、開先角度30度の
上度開先切断を教示している。

【００７８】ロボット制御盤１４は、その内部の記憶装
置（図示しない）に、パーソナルコンピュータ１５で作
成して転送される教示データとは別種類の、トーチ１１
の動作に関する制御データを記憶している。これは、ト
ーチ１１の移動速度、可燃性ガスの供給率、酸素ガスの
供給率などを指示する信号の組であり、幾通りかの組が
用意されておりその中から１を選択することができる。
画面Ｓ上の”条件”の下欄に、番号を入力することによ
り、これらの組の各１を選択する。この例では、例えば
番号”６”に対応する組を指定したために、”条件”の
下欄には”６”が表示されている。”条件”の下欄に番
号を入力する方法は、上述の”開先”等の下欄の数値を
入力する方法と同要領である。

【００７９】＜第１の切断線に沿った切断の教示＞次
に、第５の教示段階であるステップ５において、第１の
切断線Ｌ４１に沿った切断動作を教示する。ステップ５
での入力が終了した時点での画面Ｓの下欄の表示は、図
１４のステップ５の行に示す通りである。

【００８０】まず、図１３に示すように、切断線Ｌ４１
の切断終了点の位置に点５を教示する。つぎに、処理の
種類として、切断を選択する。これにより、画面Ｓの”
処理”の下欄には”切断”が表示される。このとき同時
に、画面Ｓの”モード”の下欄には”線分”が表示され
る。ステップ５において、処理の種類として切断を選択
したために、ステップ５で教示した点５と、ステップ５
の直前のステップ４で教示された点４とを結ぶ線Ｌ４１
が切断線とみなされる。切断線Ｌ４１は、先のステップ
Ｓ１３で、２次元ＣＡＤを用いて直線として入力してい
るために、画面Ｓの”モード”の下欄には、切断線Ｌ４
１が直線であることを意味する”線分”を上述のように
表示する。

【００８１】教示によって作成される切断の教示データ
は、前述の図１１或は図１２に示すような切断動作をト
ーチ１１に指示することを内容とする。処理の種類とし
て切断を選択したために、開先角度、切幅、ルートフェ
イス、及びトーチ１１の移動速度等の条件も入力され
る。すなわち、開先角度として30.0度、切幅0.0mm 、ル
ートフェイス5.0mm を入力する。上述のアプローチ動作
の教示におけると同様に、番号”６”に対応するトーチ
１１の移動速度等の前記制御データの組を指定する。こ
のため、”条件”の下欄には”６”が表示されている。

【００８２】＜コーナー処理の教示＞第１の切断線Ｌ４
１とこれにつづく第２の切断線Ｌ４２は、その接続点で
ある点５において滑らかに接続されていない。このた
め、切断線Ｌ４１の切断が終了したのち、切断線Ｌ４２
の切断をそのまま継続して行うと、接続点である点５に
おいて切断面の仕上がりが不良状態となる恐れがある。
これを避けるために、点５において、コーナー処理を施
すのが望ましい。特に、開先角度がゼロではない場合に
はコーナー処理の必要性が高い。このため、第６の教示
段階であるステップ６では、パターンデータとしてコー
ナー処理のパターンデータを選択する。ステップ６での
入力が終了した時点での画面Ｓの下欄の表示は、図１４
のステップ６の行に示す通りである。

【００８３】まず、画面Ｓの”Ｎｏ”の下欄に数値”
５”を入力する。つぎに、パターンデータとして、複数
種類が登録されているコーナー処理のパターンデータの
中から１を選択する。例えば３番目のコーナー処理のパ
ターンデータを選択する。その結果、画面Ｓの”処理”
の下欄には”コーナー３”が表示される。このとき同時
に、画面Ｓの”モード”の下欄には”基準点”が表示さ
れる。すなわち、パターンデータとしてコーナー処理の
パターンデータを選択したために、点５が自動的に基準
点とみなされることを表示する。ここでは、選択したコ
ーナー処理の３番目のパターンデータが、図８に示す上
述のパターンデータであるとする。それ故、点５が上述
の基準点Ｂ３１に対応づけられ、基準点Ｂ３１の座標値
として点５の座標値が代入される。

【００８４】パターンデータとしてコーナー処理のパタ
ーンデータを選択したために、開先角度、切幅、ルート
フェイス、及びトーチ１１の移動速度等の条件も入力さ
れる。すなわち、開先角度として30.0度、切幅0.0mm 、
ルートフェイス5.0mm を入力する。また、上述の切断動
作の教示におけると同様に、番号”６”に対応するトー
チ１１の移動速度等の前記制御データの組を指定する。
このため、”条件”の下欄には”６”が表示されてい
る。

【００８５】＜第２の切断線に沿った切断の教示＞次
に、第７の教示段階であるステップ７において、第２の
切断線Ｌ４２に沿った切断動作を教示する。ステップ７
での入力が終了した時点での画面Ｓの下欄の表示は、図
１４のステップ７の行に示す通りである。

【００８６】まず、図１３に示すように、切断線Ｌ４２
の切断終了点の位置に点６を教示する。つぎに、処理の
種類として、切断を選択する。その結果、画面Ｓの”処
理”の下欄には”切断”が表示され、同時に、画面Ｓ
の”モード”の下欄には”円弧”が表示される。このス
テップ７において、処理の種類として切断を選択したた
めに、ステップ７で教示した点６と、ステップ７の直前
のステップ６で教示された点５とを結ぶ線Ｌ４２が切断
線とみなされる。切断線Ｌ４２は、先のステップＳ１３
で、２次元ＣＡＤを用いて円弧として入力しているため
に、画面Ｓの”モード”の下欄には、切断線Ｌ４２が円
弧であることを意味する”円弧”を上述のように表示す
る。

【００８７】つぎに、開先角度として30.0度、切幅0.0m
m 、ルートフェイス5.0mm を入力する。また、上述のコ
ーナー処理の教示におけると同様に、番号”６”に対応
するトーチ１１の移動速度等の前記制御データの組を指
定する。このため、”条件”の下欄には”６”が表示さ
れている。

【００８８】＜第３の切断線に沿った切断の教示＞次
に、第８の教示段階であるステップ８において、第３の
切断線Ｌ４３に沿った切断動作を教示する。ステップ８
での入力が終了した時点での画面Ｓの下欄の表示は、図
１４のステップ８の行に示す通りである。

【００８９】まず、図１３に示すように、切断線Ｌ４３
の切断終了点の位置に点７を教示する。つぎに、処理の
種類として、切断を選択する。その結果、画面Ｓの”処
理”の下欄には”切断”が表示され、同時に、画面Ｓ
の”モード”の下欄には”線分”が表示される。このス
テップ８において、処理の種類として切断を選択したた
めに、ステップ８で教示した点７と、ステップ８の直前
のステップ７で教示された点６とを結ぶ線Ｌ４３が切断
線とみなされる。切断線Ｌ４３は、先のステップＳ１３
で、２次元ＣＡＤを用いて直線として入力しているため
に、画面Ｓの”モード”の下欄には、切断線Ｌ４３が直
線であることを意味する”線分”を上述のように表示す
る。

【００９０】つぎに、開先角度として30.0度、切幅0.0m
m 、ルートフェイス5.0mm を入力する。また、上述のコ
ーナー処理の教示におけると同様に、番号”６”に対応
するトーチ１１の移動速度等の前記制御データの組を指
定する。このため、”条件”の下欄には”６”が表示さ
れている。

【００９１】なお、切断線Ｌ４２と切断線Ｌ４３は、接
続点である点６において滑らかに接続するので、点６に
おけるコーナー処理は必要としない。それ故、切断線Ｌ
４２に沿った切断に続いて、直接切断線Ｌ４３に沿った
切断が継続すべく教示する。

【００９２】＜逃げ動作の教示＞最後に、第９の教示段
階であるステップ９において、逃げ動作を教示する。こ
のステップ９での入力が終了した時点での画面Ｓの下欄
の表示は、図１４のステップ９の行に示す通りである。
パターンデータとして、逃げ動作のパターンデータを選
択する。各種登録されている逃げ動作のパターンデータ
の中から、例えば２番目のパターンデータを選択する。
これにより、画面Ｓの”処理”の下欄には”逃げ２”が
表示される。ここでは、選択した２番目の逃げ動作のパ
ターンデータが、図９に示す上述のパターンデータであ
るとする。

【００９３】ステップ９においては、点８を図１３に示
すように教示する。点７、点８はそれぞれ図９における
基準点Ｂ４１、Ｂ４２に対応づけられる。ステップ番号
の若い方、つまりステップ８で教示される点である点７
の方が基準点Ｂ４１に対応づけられる。すなわち、基準
点Ｂ４１、Ｂ４２の座標値として、各々点７、点８の座
標値が代入される。基準点Ｂ４２は最終の切断線から離
れる方向を定める点である。トーチ１１は切断線から滑
らかに離れることが望ましく、それ故最終に切断する切
断線Ｌ４３の切断終了地点における接線上に基準点Ｂ４
２が位置するように基準点Ｂ４２の位置を定めるのがよ
い。従って、点８は図１３において最終に切断すべき切
断線であるＬ４３の延長線上に教示するのがよい。パタ
ーンデータとして逃げ動作のパターンデータを選択した
ために、”モード”の下欄には、点８が自動的に基準点
とみなされることを意味する”基準点”が表示される。

【００９４】また、パターンデータとして逃げ動作のパ
ターンデータを選択したために、開先角度、切幅、ルー
トフェイス、及びトーチ１１の移動速度等の条件も入力
される。切断終了地点における切断面の仕上がり良好に
するためには、これらの入力データは切断加工における
入力データと同一にするのがよい。それ故、開先角度と
して30.0度、切幅0.0mm 、ルートフェイス5.0mm を入力
する。また、上述の切断の教示におけると同様に、番
号”６”に対応するトーチ１１の移動速度等の前記制御
データの組を指定する。このため、”条件”の下欄に
は”６”が表示されている。

【００９５】［図１４の教示データに基づく動作］図１
５及び図１６は、図１４に示される上述の教示データに
基づいてトーチ１１が動作する様子を模式的に示す動作
説明図である。ステップＳ１４で作成された図１４に示
される教示データは、ステップＳ１５においてＮＣ形式
の教示データに変換される。このときに、上述の前処理
のパターンデータ、及び後処理のパターンデータが、図
１４に示すセンシングから逃げ動作までの教示データに
付加されて、ＮＣ形式の教示データに変換される。教示
データをステップ１５でＮＣ形式の教示データに変換す
る過程を経ずして、ステップＳ１４から直接にステップ
Ｓ１６へ至ってロボット座標系での教示データに変換す
る場合には、ステップ１６において、前処理のパターン
データ、及び後処理のパターンデータが、図１４に示す
センシングから逃げ動作までの教示データに付加され
て、ロボット座標系での教示データに変換される。

【００９６】図１５、１６において、括弧（）中の番号
は、点番号である。すなわち、（１）〜（８）は、各々
図１３における点１〜点８に対応する点の点番号であ
る。括弧（）の付かない数値は、距離をミリメートル
（mm）単位で表現したものである。記号Ｐ１〜Ｐ５２、
及び記号Ｂ１１〜Ｂ４２は、いずれも図５〜図１０にお
いて同一の記号で表現されるトーチ１１の位置、及び基
準点に対応する。座標軸Ｘ、Ｙ、ＺはＮＣ座標系におけ
る座標軸であり、ワーク座標系における座標軸ｘ、ｙ、
ｚは、これらの各々に平行であるように設定されていた
ものとする。図１３に示す形状をなし、厚さ10mmのワー
クＷを、ワーク取付台ＷＦ上の所定の位置に取付け固定
したのち、教示データに基づいた切断加工ロボットＲＢ
の動作を開始する。

【００９７】＜前処理＞切断加工ロボットＲＢの動作を
開始すると、まずトーチ１１は、前処理を行う。すなわ
ち、トーチ１１は初期の位置である待機位置Ｐ１から点
Ｐ２を経て点Ｐ３へ移動し、ここで種火を着火した上
で、再び点Ｐ２を経て点Ｐ１へ戻る。つづいて、センシ
ングの開始点である点Ｐ４（或は点Ｐ１１）へ移動す
る。

【００９８】＜センシング＞次に、トーチ１１はセンシ
ングを行う。まず、トーチ１１は点Ｐ１１の位置におい
て、Ｚ軸に対して45度の角度をなすようにその向きを変
える。つづいて、トーチ１１は点Ｐ１１から移動を開始
し、点Ｐ１２を経たのち点Ｐ１３へ向かう中でセンシン
グを行う。ワークＷの表面にトーチ１１に付随する探針
２２の先端が接触したことが検出器２５により検出され
ると、その位置、特にＺ座標値を記憶するとともにトー
チ１１はその運動の方向を変えて、点Ｐ１２へ逆戻りす
る。つづいて、点Ｐ１４へ向かって移動し、点Ｐ１４、
点Ｐ１５を順に経た後、点Ｐ１３へ向い、その中で再び
センシングを行う。探針２２の先端がワークＷの表面に
接触したときのトーチ１１の位置、特にＹ座標値を記憶
する。センシングの後、トーチ１１は移動の方向を変え
て点Ｐ１５へ逆戻りする。つづいて、トーチ１１は点Ｐ
１４を経た後、アプローチ動作の開始点である点Ｐ１６
（又は点Ｐ２１）へ移動する。

【００９９】以上のセンシングにおいて記憶したＺ座標
値、及びＹ座標値を、ワークＷの対応する位置の本来の
Ｚ座標値、及びＹ座標値と比較して、偏差が認められる
と、センシング以降の動作に関わる教示データにおける
トーチ１１のＺ座標値、及びＹ座標値から、これらの偏
差を差し引いて補正する。ただし、トーチ１１の位置
が、はじめからＮＣ座標系で与えられているパターンデ
ータ、すなわち後処理のパターンデータに関わる座標値
は補正されない。それ故、例えば点Ｐ１６〜Ｐ５１、点
３〜点８の座標値は補正されるが、点Ｐ５２の座標値は
補正を受けない。

【０１００】ワークＷの取付位置のＸ方向の偏差、及び
ワークＷの向きを含めた取付位置の偏差を検出し補正す
るためには、センシングを更にワークＷの多数の箇所に
ついて行う必要がある。この例では簡単のために、上記
のようにワークＷの取付位置のＺ方向及びＹ方向の偏差
のみを補正する。なお図１５、図１６には、図が複雑に
なることを避けるために、これらの偏差がない場合を図
示している。それ故、ワーク座標系とＮＣ座標系の対応
する座標軸（例えばｚ軸とＺ軸）は互いに平行である。

【０１０１】＜アプローチ動作＞点Ｐ１６（或は点Ｐ２
１）へ達したトーチ１１は、つづいてアプローチ動作を
開始する。点３（基準点Ｂ２１）は第１の切断線Ｌ４１
の延長線上の、点４（基準点Ｂ２２）から20mmの距離に
ある。点Ｐ２２は前記延長線上の、点３から20mmの距離
にあり、点Ｐ２２は当該延長線上の点Ｐ２１から30mmの
距離の位置から更にｚ軸の正方向に20mm離れた位置にあ
る。

【０１０２】トーチ１１は、点Ｐ２１、点Ｐ２１、点３
（基準点Ｂ２１）、点４（基準点Ｂ２２）を結ぶ各線分
を、開先角度、切幅、ルートフェイスの指定値に基づい
た所定の方向及び距離をもって平行移動して得られる軌
跡を辿って、かつ開先角度によって定まる所定の向きを
保ちつつ移動する。まず、トーチ１１は、点２１から点
２１を前記の要領で平行移動した点Ｑ２１へ移動し、更
に向きを前記所定の向きへ変える。そののち、その向き
を維持したまま前記の軌跡に沿って移動し、点４を前記
要領で平行移動した点Ｑ２２に至る。

【０１０３】トーチ１１は点Ｑ２２において一旦停止
し、種火でワークＷを予熱する。予熱が終わるとトーチ
１１は酸素炎の噴出を開始する。トーチ１１の前記軌
跡、及び前記所定の向きについては、次の切断について
の記述の中で説明する。

【０１０４】＜切断＞トーチ１１は点Ｑ２２からワーク
Ｗの切断を開始する。開先角度を30.0度、切幅を0.0mm
、ルートフェイスを5.0mm に指定しているために、第
１の切断線Ｌ４１に沿った切断は、切断線Ｌ４１とは数
１に基づく2.89mmの距離をもって離れたワークＷの主面
上の線Ｍ４１に沿って実行される。点Ｑ２２は線Ｍ４１
の一端点に位置する。トーチ１１の中心軸Ａｘは常に線
Ｍ４１に垂直でかつｚ軸とは開先角度である30度の角度
をなして上度開先切断を実行する。

【０１０５】上記のアプローチ動作におけるトーチ１１
の軌跡及び向きは、切断におけるトーチ１１の軌跡及び
向きと同要領で決まる。すなわち、アプローチ動作にお
いて、開先角度、切幅、ルートフェイスを切断における
と同一の値に指定しているために、これに対応してトー
チ１１はその狙い位置が、点Ｐ２１、Ｐ２２、点３（基
準点Ｂ２１）、点４（基準点Ｂ２２）を結ぶ各線分を、
これら各線分及びｚ軸に垂直な方向に、数１で与えられ
る2.89mmの距離をもって平行移動させて得られる軌跡に
そって移動する。トーチ１１の中心軸Ａｘは常に前記軌
跡に垂直でかつｚ軸とは開先角度である30度の角度をな
す。

【０１０６】したがって、トーチ１１はアプローチ動作
から第１の切断線に沿った切断へ、同一姿勢を保ったま
ま、かつ所定の軌跡に沿って滑らかに移行する。このた
め、第１の切断線に沿った切断の開始点において、切断
面の良好な仕上がりが実現する。

【０１０７】第１の切断線に沿った切断の後には、コー
ナー処理、第２の切断線に沿った切断、及び第３の切断
線に沿った切断が後続する。第２、第３の切断線に沿っ
た切断は、第１の切断線に沿った切断と同要領で実行さ
れる。すなわちトーチ１１は、その狙い位置が、切断線
Ｌ４２、Ｌ４３から数１で与えられる2.89mmの距離をも
って離れたワークＷの主面上の線Ｍ４２、Ｍ４３を辿
り、その中心軸Ａｘが線Ｍ４２、Ｍ４３に常時垂直をな
しかつワークＷの主面の法線に対して30度の角度を成す
ように移動する。これにより、直線形状の切断線Ｌ４１
だけでなく、円弧の形状をなす切断線Ｌ４２、Ｌ４３に
沿った切断においても、所定の開先角度、ルートフェイ
ス等を有した開先切断を実現する。

【０１０８】＜コーナー処理＞教示データに基づいて、
切断線Ｌ４１に沿った切断と切断線Ｌ４２に沿った切断
の接続点（点５）において、コーナー処理を実行する。
図１６にコーナー処理におけるトーチ１１の動作を拡大
して示す。図１６において、線分Ｌ５１は切断線である
線分Ｌ４１の延長線上にあり、線分Ｌ４１の端点である
点５を一端とする長さ20mmの線分である。線分Ｌ５２は
同じく前記延長線上にあり、線分Ｌ５１に隣接した長さ
2.89mmの線分である。長さ2.89mmは数１で与えられる距
離であり、コーナー処理における開先角度、切幅、ルー
トフェイスを切断におけると同一の値に指定しているた
めに、数１で与えられる前記距離は切断における前記距
離と同一の値となる。線分Ｌ５３は線分Ｌ５１と線分Ｌ
５２の接続点Ｐ６１を一端とする長さ2.89mmの線分であ
り、線分Ｌ５１に直角に交わる。線分Ｌ５７は、切断線
である円弧Ｌ４２の点５における接線上の長さ20mmの点
５を一端とする線分である。線分Ｌ５６は同じく前記接
線上にあり、線分Ｌ５７に隣接した長さ2.89mmの線分で
ある。線分Ｌ５５は線分Ｌ５６と線分Ｌ５７の接続点Ｐ
６２を一端とする長さ2.89mmの線分であり、線分Ｌ５７
に直角に交わる。円弧Ｌ５４は点Ｐ６１と点Ｐ６２を両
端とする半径20mmの円弧である。

【０１０９】トーチ１１は、その狙い位置が線分又は円
弧Ｌ５１〜Ｌ５７、及びＬ４２の各々から距離2.89mmを
もって離れたワークＷの主面又はその延長平面上の、線
分又は円弧Ｍ５１〜Ｍ５７、及びＭ５８を辿り、その中
心軸Ａｘが線分又は円弧Ｍ５１〜Ｍ５８に常時垂直をな
しかつワークＷの主面の法線に対して開先角度30度を成
すように移動する。このためトーチ１１は、線分Ｍ５２
と線分Ｍ５３の接続点である点Ｑ６１と、線分Ｍ５５と
線分Ｍ５６の接続点である点Ｑ６２に位置するときに
は、中心軸Ａｘの向きを変える。

【０１１０】コーナー処理では、以上のようにトーチ１
１が動作するので、第１の切断線Ｌ４１に沿った切断に
よって形成される切断面Ｃ４１と第２の切断線Ｌ４２に
沿った切断によって形成される切断面Ｃ４２とが共に、
両者の境界線Ｄ４１近傍においても乱れることなく、両
者が境界線Ｄ４１において鋭いエッジを形成して接続す
る。

【０１１１】＜逃げ動作＞トーチ１１が、第３の切断線
Ｌ４３に沿った切断の終了点であり点７（基準点Ｂ４
１）に対応する点Ｑ４１に達すると、切断を終了し、逃
げ動作に移行する。点８（基準点Ｂ４２）は第３の切断
線Ｌ４３の延長線上の、点７から20mmの距離にある。点
Ｐ４１は前記延長線上の、点８から20mmの距離にあり、
点Ｐ４２（Ｐ５１）は当該延長線上の、点Ｐ４１から30
mmの距離の位置から更にｚ軸の正方向に20mm離れた位置
にある。

【０１１２】トーチ１１は、点７、点８、点Ｐ４１、点
Ｐ４２を結ぶ各線分を、これら各線分及びｚ軸に垂直な
方向に、数１で与えられる2.89mmの距離をもって平行移
動して得られる軌跡を辿って、かつ中心軸Ａｘが常に前
記軌跡に垂直でかつｚ軸とは開先角度である30度の角度
を維持しつつ移動する。数１で与えられる距離は、逃げ
動作における開先角度、切幅、ルートフェイスを切断に
おけると同一の値に指定しているために、切断における
前記距離と同一の値（2.89mm）となる。トーチ１１が噴
出する酸素炎は点Ｐ４１で消火され、その後は種火炎が
維持される。

【０１１３】このように逃げ動作が実行されるので、ト
ーチ１１は第３の切断線に沿ったっ切断から逃げ動作へ
と、同一姿勢を保ったまま、かつ所定の軌跡に沿って滑
らかに移行する。このため、第３の切断線に沿った切断
の終了地点において、切断面の良好な仕上がりが実現す
る。

【０１１４】＜後処理＞トーチ１１は、その位置が逃げ
処理の最終地点Ｑ４２に達すると、つづいて後処理を実
行する。トーチ１１は、点Ｑ４２においてその向きをＺ
軸に沿った方向へ転換し、点Ｐ５１へ移動する。トーチ
１１は、点Ｐ５１へ達すると待機位置であるＰ５２（Ｐ
１）へ移動し静止して、教示データに基づく全ての動作
を終了する。

【０１１５】［この実施例における効果］以上のよう
に、この実施例における切断加工ロボットＲＢでは、前
処理、センシング、アプローチ動作、コーナー処理、逃
げ動作、後処理の各動作段階毎にパターンデータをあら
かじめ作成し、登録する。これらの動作は、図５〜図１
２にその１例を示したように、何れもトーチ１１の３次
元空間上の動作を含んだ、しかも熟練者の高度な技能を
も盛り込んだ複雑な動作である。これらのパターンデー
タを一旦登録することにより、マウス１８を用いてＣＲ
Ｔ１６の画面上のメニューを選択するだけで、熟練者の
高等技能をも反映した切断加工ロボットＲＢの動作の教
示を容易に行うことができる。

【０１１６】上記各動作段階の中で、センシング、アプ
ローチ動作、コーナー処理、及び逃げ動作に関するパタ
ーンデータは、トーチ１１の動作の位置、方向を指定す
る必要がある。２次元ＣＡＤで作成され、ＣＲＴ１６の
画面上に表示したワークＷの２次元形状の中に、所定の
基準点をマウス１８を用いて指定するだけで、指定すべ
きトーチ１１の位置、方向を容易に教示することができ
る。

【０１１７】上記の各動作段階の中で、切断について
は、開先角度、ルートフェイス、切幅などの３次元開先
切断に関わる条件を、キーボード１７を用いてこれらの
数値を入力するだけで容易に教示できる。トーチ１１
は、切断線に関する２次元ＣＡＤによるデータと上記条
件にもとづいて、線分だけでなく円弧形状の切断線に沿
って、しかもトーチ１１の狙い位置を中心軸Ａｘ方向に
も最適な位置に保ちながら、複雑な３次元開先切断を実
行することができる。

【０１１８】上記の各動作段階の中で、切断につながる
アプローチ動作、コーナー処理、及び逃げ動作に関する
パターンデータにおいても、切断動作の教示におけると
同要領で、複雑な３次元開先切断に関わる条件を容易に
教示することができる。その結果、これらの動作が切断
の動作と滑らかに接続され、良好な切断面を形成するこ
とができる。

【０１１９】［その他の実施例］エンドエフェクタの複
雑な３次元動作を含むパターンデータをあらかじめ作成
し登録しておき、登録されたパターンデータの中から選
択することにより教示を行うこの発明は、上記実施例に
示した切断加工ロボットだけではなく、例えば溶接ロボ
ットなど、加工ロボット一般に実施することができる。

【０１２０】

【発明の効果】この発明における請求項１に記載の加工
ロボットのオフライン教示方法では、画像表示手段にワ
ークの平面画像を表示し、この平面画像に基づいて教示
を行い、しかも予め作成し登録されたエンドエフェクタ
の３次元動作を指定することにより教示するので、熟練
者の高度な技能をも盛り込んだエンドエフェクタの複雑
な３次元動作の教示を、平面画像に基づいてエンドエフ
ェクタの２次元動作を教示する従来の技術と同等の操作
の容易さ、能率で実行することができる効果がある。

【０１２１】この発明における請求項２に記載の加工ロ
ボットのオフライン教示方法では、画像表示手段にワー
クの平面画像を表示し、この平面画像に基づいて教示を
行い、しかも予め作成し登録された、位置の指定を要す
るエンドエフェクタの３次元動作を指定して、更に基準
点を平面画像上に指定することによりその位置指定を行
うことにより教示する。このため、熟練者の高度な技能
をも盛り込んだエンドエフェクタの複雑な３次元動作の
教示を、平面画像に基づいてエンドエフェクタの２次元
動作を教示する従来の技術と同等の操作の容易さ、能率
で実行することができる効果がある。

【０１２２】この発明における請求項３及び４に記載の
加工ロボットのオフライン教示方法では、画像表示手段
にワークの平面画像を表示し、この平面画像に基づいて
教示を行い、切断線を平面画像上に指定し、切断線に付
随する開先角度、ルートフェイス等の切断条件を入力す
ることにより、エンドエフェクタの複雑な３次元動作の
教示を行う。このため、複雑な３次元開先切断の教示
を、平面画像に基づいてエンドエフェクタの２次元動作
を教示する従来の技術と同等の操作の容易さ、能率で実
行することができる効果がある。

【０１２３】この発明における請求項４に記載の加工ロ
ボットのオフライン教示方法では、更に、教示した切断
線及び切断条件にもとづいて、中心軸方向のエンドエフ
ェクタの狙い位置を、切断を行う上で最も適した位置で
あるワークの表面上の位置に保った切断を実現する。こ
のため、エンドエフェクタの中心軸方向の最適な狙い位
置の教示をも、平面画像に基づいてエンドエフェクタの
２次元動作を教示する従来の技術と同等の操作の容易
さ、能率で実行することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による教示作業の概略手順
を示すフローチャートである。

【図２】この発明の一実施例による切断加工ロボットシ
ステムの構成を示す概略斜視図である。

【図３】この発明の一実施例による切断加工ロボットの
動作の概略手順を示すフローチャートである。

【図４】この発明の一実施例によるセンシングを行うた
めの装置の概略構成を示す模式図である。

【図５】この発明の一実施例による前処理のパターンデ
ータの一例の内容を説明する動作説明図である。

【図６】この発明の一実施例によるセンシングのパター
ンデータの一例の内容を説明する動作説明図である。

【図７】この発明の一実施例によるアプローチ動作のパ
ターンデータの一例の内容を説明する動作説明図であ
る。

【図８】この発明の一実施例によるコーナー処理のパタ
ーンデータの一例の内容を説明する動作説明図である。

【図９】この発明の一実施例による逃げ動作のパターン
データの一例の内容を説明する動作説明図である。

【図１０】この発明の一実施例による後処理のパターン
データの１例の内容を説明する動作説明図である。

【図１１】この発明の一実施例による上度開先切断加工
時のトーチの動作を説明する動作説明図である。

【図１２】この発明の一実施例による下度開先切断加工
時のトーチの動作を説明する動作説明図である。

【図１３】この発明の一実施例による教示の最終段階で
ＣＲＴの画面に表示される画像である。

【図１４】この発明の一実施例による教示段階ごとにＣ
ＲＴの下欄に表示される教示データの組の一覧である。

【図１５】この発明の一実施例による図１４に示す教示
データに基づいてトーチが動作する様子を模式的に示す
動作説明図である。

【図１６】この発明の一実施例による図１４に示す教示
データに基づいてトーチがコーナー処理を実行する様子
を模式的にかつ拡大して示す拡大動作説明図である。

【符号の説明】

１１トーチ１４ロボット制御盤１５パーソナルコンピュータ１６ＣＲＴＲＢ切断加工ロボットＷワークＡｘトーチの中心軸ＳＣＲＴの画面Ｂ１１〜Ｂ４２基準点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示手段に加工対象物の平面画像を
表示することにより、加工ロボットの動作を教示する、
加工ロボットのオフライン教示方法において、（ａ）加
工の所定の段階における前記加工ロボットのエンドエフ
ェクタの３次元空間上の動作を一括してパターンデータ
として予め登録する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で登
録された前記パターンデータを指定する工程と、（ｃ）
前記エンドエフェクタの３次元空間上の動作の教示デー
タを、前記工程（ｂ）で指定された前記パターンデータ
に規定される内容で作成する工程と、を備える加工ロボ
ットのオフライン教示方法。
【請求項２】画像表示手段に加工対象物の平面画像を
表示することにより、加工ロボットの動作を教示する、
加工ロボットのオフライン教示方法において、（ａ）加
工の所定の段階における前記加工ロボットのエンドエフ
ェクタの３次元空間上の動作を一括してパターンデータ
として予め登録する工程と、（ｂ）２次元ＣＡＤで入力
された前記加工対象物の、加工すべき形状を含む平面画
像を、前記画像表示手段に表示する工程と、（ｃ）前記
工程（ａ）で登録された前記パターンデータを指定する
工程と、（ｄ）前記平面画像上に基準点をその位置とと
もに指定する工程と、（ｅ）前記工程（ｃ）で指定され
た前記パターンデータに規定される内容を、前記工程
（ｄ）で指定される前記基準点の位置で更に規定した内
容で、前記エンドエフェクタの３次元空間上の動作の教
示データを作成する工程と、を備える加工ロボットのオ
フライン教示方法。
【請求項３】画像表示手段に加工対象物の平面画像を
表示することにより、加工ロボットの動作を教示する、
加工ロボットのオフライン教示方法において、前記加工
ロボットが切断加工ロボットであって、（ａ）２次元Ｃ
ＡＤで入力された前記加工対象物の、切断加工すべき形
状を含む平面画像を、前記画像表示手段に表示する工程
と、（ｂ）前記平面画像上で、前記切断加工すべき形状
に沿って切断線を指定する工程と、（ｃ）前記切断線に
沿った切断における開先角度、ルートフェイス、及び切
幅を有する切断条件を指定する工程と、（ｄ）前記加工
ロボットのエンドエフェクタの３次元空間上の動作の教
示データを、前記工程（ｂ）で指定された切断線、及び
前記工程（ｃ）で指定された切断条件に基づいて、作成
する工程と、を備える加工ロボットのオフライン教示方
法。
【請求項４】前記工程（ｄ）が、（ｄ−１）前記エン
ドエフェクタの中心軸方向における前記エンドエフェク
タの狙い位置を前記加工対象物の表面上に位置すべく、
前記教示データを作成する工程、を備える請求項３に記
載の加工ロボットのオフライン教示方法。