JPH06198445A - Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置 - Google Patents
Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置Info
- Publication number
- JPH06198445A JPH06198445A JP5001291A JP129193A JPH06198445A JP H06198445 A JPH06198445 A JP H06198445A JP 5001291 A JP5001291 A JP 5001291A JP 129193 A JP129193 A JP 129193A JP H06198445 A JPH06198445 A JP H06198445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- vector
- tig welding
- teaching
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ティーチングが容易で、コストアップを伴うこ
となく、しかも高品質のＴＩＧ溶接が容易に得られるよ
うにしたＴＩＧ溶接用ロボットの制御装置を提供するこ
と。 【構成】入力された溶接方向データに基づいて演算処理
を実行し、ＴＩＧ溶接時でのワイヤの位置をＴＩＧ溶接
トーチの電極に対して溶接方向の前方に位置させるのに
必要な制御データを作成する演算手段を設け、この制御
データによりＴＩＧロボットの姿勢を制御するようにし
たもの。 【効果】図１の上側に示すように、ワイヤの位置を全く
考慮せずにティーチングを行なっても、プレイバック時
には、図１の下側に示すように、ワイヤの位置は、電極
に対して自動的に溶接方向の前方になり、従って、ティ
ーチング時には、ＴＩＧ溶接用トーチの電極とワイヤ先
端を結ぶベクトルと溶接方向を一致させる必要がなく、
位置のみをティーチングすればよいため、ティーチング
に要する時間が大幅に削減でき、操作者の労力が削減で
きる。
となく、しかも高品質のＴＩＧ溶接が容易に得られるよ
うにしたＴＩＧ溶接用ロボットの制御装置を提供するこ
と。 【構成】入力された溶接方向データに基づいて演算処理
を実行し、ＴＩＧ溶接時でのワイヤの位置をＴＩＧ溶接
トーチの電極に対して溶接方向の前方に位置させるのに
必要な制御データを作成する演算手段を設け、この制御
データによりＴＩＧロボットの姿勢を制御するようにし
たもの。 【効果】図１の上側に示すように、ワイヤの位置を全く
考慮せずにティーチングを行なっても、プレイバック時
には、図１の下側に示すように、ワイヤの位置は、電極
に対して自動的に溶接方向の前方になり、従って、ティ
ーチング時には、ＴＩＧ溶接用トーチの電極とワイヤ先
端を結ぶベクトルと溶接方向を一致させる必要がなく、
位置のみをティーチングすればよいため、ティーチング
に要する時間が大幅に削減でき、操作者の労力が削減で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＴＩＧ溶接用ロボット
の制御装置に係り、特に高品質の溶接が要求されるティ
ーチング・プレイバック方式のＴＩＧ溶接用ロボットに
好適な制御装置に関する。
の制御装置に係り、特に高品質の溶接が要求されるティ
ーチング・プレイバック方式のＴＩＧ溶接用ロボットに
好適な制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高品質のＴＩＧ溶接を得るのには、ＴＩ
Ｇ溶接時での溶接ワイヤ(以下、ワイヤという)の位置を
ＴＩＧ溶接トーチの電極に対して溶接方向の前方に位置
させた状態で溶接を行うのが主要な要件となる。
Ｇ溶接時での溶接ワイヤ(以下、ワイヤという)の位置を
ＴＩＧ溶接トーチの電極に対して溶接方向の前方に位置
させた状態で溶接を行うのが主要な要件となる。
【０００３】一方、溶接用ロボットなどでは、ティーチ
ング・プレイバック方式が主流であり、従って、上記の
要件を満たすためには、ティーチング時に、ＴＩＧ溶接
用トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルが、溶接方
向と一致するようにしてティーチングしなければならな
い。
ング・プレイバック方式が主流であり、従って、上記の
要件を満たすためには、ティーチング時に、ＴＩＧ溶接
用トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルが、溶接方
向と一致するようにしてティーチングしなければならな
い。
【０００４】然し乍ら、ＴＩＧ溶接用トーチの電極とワ
イヤ先端の間の距離は、一般に例えば５ｍｍ以下と極め
て短いため、ティーチング時に上記ベクトルの方向を目
視して認識するのはかなり困難で、この結果、正確なテ
ィーチングが難しく、良好なＴＩＧ溶接が得難いことの
原因になっている。
イヤ先端の間の距離は、一般に例えば５ｍｍ以下と極め
て短いため、ティーチング時に上記ベクトルの方向を目
視して認識するのはかなり困難で、この結果、正確なテ
ィーチングが難しく、良好なＴＩＧ溶接が得難いことの
原因になっている。
【０００５】一方、ＴＩＧ溶接装置の従来例としては、
例えば特開昭６３−１３６７０号公報に開示されている
「自動ＴＩＧアーク溶接装置」を挙げることができる
が、これは、高速、高品質のＴＩＧ溶接のために、交流
と直流の２種の電源を用いた点を特徴とす装置であり、
ワイヤの方向性については触れておらず、ロボットを用
いたＴＩＧ溶接には不向きである。
例えば特開昭６３−１３６７０号公報に開示されている
「自動ＴＩＧアーク溶接装置」を挙げることができる
が、これは、高速、高品質のＴＩＧ溶接のために、交流
と直流の２種の電源を用いた点を特徴とす装置であり、
ワイヤの方向性については触れておらず、ロボットを用
いたＴＩＧ溶接には不向きである。
【０００６】このため、ロボットを用いたＴＩＧ溶接装
置では、ティーチングを少しでも容易にするために、例
えば、図２に示すように、トーチの軸を中心としてワイ
ヤの位置を変えることができるようにした回転装置(制
御専用軸)５をロボットの手首軸に取り付け、これによ
りティーチング時にワイヤの位置を制御する方法が従来
技術(先行技術)として考えられる。なお、この図２にお
いて、１はＴＩＧ溶接用トーチ、２はＴＩＧ溶接用の電
極、３はワイヤ、そして４はワイヤリード管である。
置では、ティーチングを少しでも容易にするために、例
えば、図２に示すように、トーチの軸を中心としてワイ
ヤの位置を変えることができるようにした回転装置(制
御専用軸)５をロボットの手首軸に取り付け、これによ
りティーチング時にワイヤの位置を制御する方法が従来
技術(先行技術)として考えられる。なお、この図２にお
いて、１はＴＩＧ溶接用トーチ、２はＴＩＧ溶接用の電
極、３はワイヤ、そして４はワイヤリード管である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、別
途、特別な回転装置を必要とする点について配慮がされ
ておらず、構成が複雑化し、コストアップとなるという
問題があった。すなわち、従来技術のように、ワイヤの
位置を制御する回転装置を用いることは、確かにＴＩＧ
溶接をロボットで行わせるときの有効な一手段ではあ
る。然し乍ら、この結果、従来技術では、専用の回転装
置を要する上、これを制御するための制御装置も必要に
なり、当然のことながら大きなコスト増大をもたらして
しまうにである。
途、特別な回転装置を必要とする点について配慮がされ
ておらず、構成が複雑化し、コストアップとなるという
問題があった。すなわち、従来技術のように、ワイヤの
位置を制御する回転装置を用いることは、確かにＴＩＧ
溶接をロボットで行わせるときの有効な一手段ではあ
る。然し乍ら、この結果、従来技術では、専用の回転装
置を要する上、これを制御するための制御装置も必要に
なり、当然のことながら大きなコスト増大をもたらして
しまうにである。
【０００８】本発明の目的は、ティーチングが容易で、
コストアップを伴うことなく、しかも高品質のＴＩＧ溶
接が容易に得られるようにしたＴＩＧ溶接用ロボットの
制御装置を提供することにある。
コストアップを伴うことなく、しかも高品質のＴＩＧ溶
接が容易に得られるようにしたＴＩＧ溶接用ロボットの
制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、入力された
溶接方向データに基づいて演算処理を実行し、ＴＩＧ溶
接時でのワイヤの位置をＴＩＧ溶接トーチの電極に対し
て溶接方向の前方に位置させるのに必要な制御データを
作成する演算手段を設けることにより達成される。
溶接方向データに基づいて演算処理を実行し、ＴＩＧ溶
接時でのワイヤの位置をＴＩＧ溶接トーチの電極に対し
て溶接方向の前方に位置させるのに必要な制御データを
作成する演算手段を設けることにより達成される。
【００１０】
【作用】上記演算手段は、ティーチング時に入力される
溶接方向を表わすデータから、溶接時に、ＴＩＧ溶接用
トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルを溶接方向と
一致させるのに必要な制御データを作成する働きをす
る。
溶接方向を表わすデータから、溶接時に、ＴＩＧ溶接用
トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルを溶接方向と
一致させるのに必要な制御データを作成する働きをす
る。
【００１１】従って、図１の上側に示すように、ワイヤ
の位置を全く考慮せずにティーチングを行なっても、プ
レイバック時には、図１の下側に示すように、ワイヤの
位置は、電極に対して自動的に溶接方向の前方になるよ
うに、ロボットの手首姿勢の制御が得られることにな
り、この結果、ティーチング時には、ＴＩＧ溶接用トー
チの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルと溶接方向を一致
させる必要がなく、位置のみをティーチングすればよい
ため、ティーチングに要する時間が大幅に削減でき、操
作者の労力も削減できる。
の位置を全く考慮せずにティーチングを行なっても、プ
レイバック時には、図１の下側に示すように、ワイヤの
位置は、電極に対して自動的に溶接方向の前方になるよ
うに、ロボットの手首姿勢の制御が得られることにな
り、この結果、ティーチング時には、ＴＩＧ溶接用トー
チの電極とワイヤ先端を結ぶベクトルと溶接方向を一致
させる必要がなく、位置のみをティーチングすればよい
ため、ティーチングに要する時間が大幅に削減でき、操
作者の労力も削減できる。
【００１２】一方、このためには、最初に上記したベク
トルを定義しなければならないが、このとき、溶接動作
中、上記ベクトルをリアルタイムで変更する修正手段を
設けることもできるので、この場合には、溶接結果を見
ながら上記ベクトルを修正できるので、最初のベクトル
定義を厳密に行う必要がなく、更にティーチングが容易
になる。
トルを定義しなければならないが、このとき、溶接動作
中、上記ベクトルをリアルタイムで変更する修正手段を
設けることもできるので、この場合には、溶接結果を見
ながら上記ベクトルを修正できるので、最初のベクトル
定義を厳密に行う必要がなく、更にティーチングが容易
になる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明によるＴＩＧ溶接用ロボット制
御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例が適用されたＴＩＧ溶接用ロ
ボットの全体構成を示したもので、図において、１０は
ロボット本体(マニプレータ)で、６個のアクチュエータ
(サーボモータＭ１〜Ｍ６)により駆動されるもの、２０
はロボット制御装置で、ロボット全体の制御を実行する
もの、３０はプレイバックコンソールでプレイバック時
でのロボットの起動、停止等を行なうもの、４０はプロ
グラミングユニットで、ロボットの教示(ティーチング)
動作や動作速度の設定を行なうものであり、ＴＩＧ溶接
用トーチ１の電極とワイヤの先端を結ぶベクトルのリア
ルタイム変更もここで行なう。５０は溶接機で、溶接電
源供給部とインタフェース部で構成されるもの、６０は
ワイヤ供給装置で、トーチ１にワイヤを供給するもので
ある。
御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例が適用されたＴＩＧ溶接用ロ
ボットの全体構成を示したもので、図において、１０は
ロボット本体(マニプレータ)で、６個のアクチュエータ
(サーボモータＭ１〜Ｍ６)により駆動されるもの、２０
はロボット制御装置で、ロボット全体の制御を実行する
もの、３０はプレイバックコンソールでプレイバック時
でのロボットの起動、停止等を行なうもの、４０はプロ
グラミングユニットで、ロボットの教示(ティーチング)
動作や動作速度の設定を行なうものであり、ＴＩＧ溶接
用トーチ１の電極とワイヤの先端を結ぶベクトルのリア
ルタイム変更もここで行なう。５０は溶接機で、溶接電
源供給部とインタフェース部で構成されるもの、６０は
ワイヤ供給装置で、トーチ１にワイヤを供給するもので
ある。
【００１４】図４は、ロボット制御装置２０のブロック
図で、ＣＰＵ−Ａ２１はロボット本体１０の動作制御や
マンマシンインタフェース等の処理を行なう。ＣＰＵ−
Ｂ２２はＣＰＵ−Ａ２１から送られてきたデータをもと
に、ロボット本体１０のアクチュエータとなっているサ
ーボモータＭ１〜Ｍ６の駆動処理を行なうサーボ回路と
して働く。ＣＰＵ−Ｃ２３はプレイバックコンソール３
０とプログラミングユニット４０との通信を行なうもの
であり、また、溶接機インタフェース２４を介して溶接
機５０との通信も行なっている。
図で、ＣＰＵ−Ａ２１はロボット本体１０の動作制御や
マンマシンインタフェース等の処理を行なう。ＣＰＵ−
Ｂ２２はＣＰＵ−Ａ２１から送られてきたデータをもと
に、ロボット本体１０のアクチュエータとなっているサ
ーボモータＭ１〜Ｍ６の駆動処理を行なうサーボ回路と
して働く。ＣＰＵ−Ｃ２３はプレイバックコンソール３
０とプログラミングユニット４０との通信を行なうもの
であり、また、溶接機インタフェース２４を介して溶接
機５０との通信も行なっている。
【００１５】２５はＲＭＡ−Ａで、ＣＰＵ−ａ２１の処
理手順を記述したプログラムが格納されているもの、２
６はＲＡＭ−Ｂで、ＣＰＵ−Ｂ２２の処理手順を記述し
たプログラムが格納されているもの、２７はＲＡＭ−Ｃ
で、ＣＰＵ−Ｃ２３の処理手順を記述したプログラムが
格納されているもの、そして、２８はＲＯＭで、初期化
時にバブルメモリ２９に記憶されているプログラムをＲ
ＡＭ−Ａ２５にローディングするための処理プログラム
が格納されている。バブルメモリ２９は不揮発性の外部
記憶装置で、記憶手段として働き、溶接機インタフェー
ス２４は、溶接機５０に対するワイヤ送給量などの指令
の受渡しを行なうものである。
理手順を記述したプログラムが格納されているもの、２
６はＲＡＭ−Ｂで、ＣＰＵ−Ｂ２２の処理手順を記述し
たプログラムが格納されているもの、２７はＲＡＭ−Ｃ
で、ＣＰＵ−Ｃ２３の処理手順を記述したプログラムが
格納されているもの、そして、２８はＲＯＭで、初期化
時にバブルメモリ２９に記憶されているプログラムをＲ
ＡＭ−Ａ２５にローディングするための処理プログラム
が格納されている。バブルメモリ２９は不揮発性の外部
記憶装置で、記憶手段として働き、溶接機インタフェー
ス２４は、溶接機５０に対するワイヤ送給量などの指令
の受渡しを行なうものである。
【００１６】ここで、まず、この実施例における演算処
理について説明すると、次の通りとなる。まず、ＴＩＧ
溶接を行なう場合、トーチの位置だけではなく、姿勢の
制御が必要であるため、一般には６軸多関節ロボットが
用いられる。従って、この実施例でも、ロボット本体１
０としては、６台のサーボモータＭ１〜Ｍ６を備えたも
のが用いられているが、この場合、手先座標系で表現さ
れているベクトルＴhは、(数１)を用いてロボット座標
系でのベクトルＴrに変換できる。
理について説明すると、次の通りとなる。まず、ＴＩＧ
溶接を行なう場合、トーチの位置だけではなく、姿勢の
制御が必要であるため、一般には６軸多関節ロボットが
用いられる。従って、この実施例でも、ロボット本体１
０としては、６台のサーボモータＭ１〜Ｍ６を備えたも
のが用いられているが、この場合、手先座標系で表現さ
れているベクトルＴhは、(数１)を用いてロボット座標
系でのベクトルＴrに変換できる。
【００１７】
【数１】
【００１８】ここで、このベクトルＴhは、プレイバッ
ク動作を開始するまでに、ロボット本体１０の手首に取
付けられたトーチ１に応じて、プレイバックコンソール
３０又はプログラミングユニット４０を操作し、ロボッ
ト制御装置２０に入力して定義しておいたものである。
ク動作を開始するまでに、ロボット本体１０の手首に取
付けられたトーチ１に応じて、プレイバックコンソール
３０又はプログラミングユニット４０を操作し、ロボッ
ト制御装置２０に入力して定義しておいたものである。
【００１９】また、溶接方向ベクトルＬwは、直線動作
の場合は、プレイバック動作の始点から終点へのベクト
ルであり、円弧動作の場合は、円弧の接線ベクトルとな
る。ここで、ベクトルＴrとベクトルＬwを一致させる方
法について考える。いま、ベクトルＴrとベクトルＬwが
作る面に垂直なベクトルＡrを考えると、ベクトルＡr
は、ベクトルＴrとベクトルＬwの外積で表される。
の場合は、プレイバック動作の始点から終点へのベクト
ルであり、円弧動作の場合は、円弧の接線ベクトルとな
る。ここで、ベクトルＴrとベクトルＬwを一致させる方
法について考える。いま、ベクトルＴrとベクトルＬwが
作る面に垂直なベクトルＡrを考えると、ベクトルＡr
は、ベクトルＴrとベクトルＬwの外積で表される。
【００２０】
【数２】
【００２１】次に、ベクトルＴrとベクトルＬwが成す角
度θaは、
度θaは、
【００２２】
【数３】
【００２３】となる。従って、ベクトルＡr回りの角度
θaという回転を考えることにより、ベクトルＴrとベク
トルＬwを一致させることができる。すなわち、ロボッ
トの手先姿勢をベクトルＮ、Ｏ及びＡを用いて、(数４)
のようにして表わせば、これらのベクトルを前記回転変
換すればよい。ここで、ベクトルＮ、Ｏ及びＡは、図６
に示すように、トーチ１の姿勢を表わす単位ベクトルで
ある。
θaという回転を考えることにより、ベクトルＴrとベク
トルＬwを一致させることができる。すなわち、ロボッ
トの手先姿勢をベクトルＮ、Ｏ及びＡを用いて、(数４)
のようにして表わせば、これらのベクトルを前記回転変
換すればよい。ここで、ベクトルＮ、Ｏ及びＡは、図６
に示すように、トーチ１の姿勢を表わす単位ベクトルで
ある。
【００２４】
【数４】
【００２５】なお、ベクトルＢをベクトルＡ回りに角度
θだけ回転して得られるベクトルＣは、(数５)の通りで
ある。
θだけ回転して得られるベクトルＣは、(数５)の通りで
ある。
【００２６】
【数５】
【００２７】一方、上記した修正手段については、前述
した角度θaをリアルタイムで補正するマンマシンイン
タフェースを設ければよい。すなわち、補正角度θΔa
をマンマシンインタフェースで設定し、実際の回転変換
にはθaとΔθaの和を用いればよい。
した角度θaをリアルタイムで補正するマンマシンイン
タフェースを設ければよい。すなわち、補正角度θΔa
をマンマシンインタフェースで設定し、実際の回転変換
にはθaとΔθaの和を用いればよい。
【００２８】従って、この実施例では、プレイバックコ
ンソール３０が、このマンマシンインタフェースとな
り、これを操作することにより、ＣＰＵ−Ｃ２３を介し
てＣＰＵ−Ａ２１にデータが取り込まれ、述した角度θ
aをリアルタイムで補正されることになる。
ンソール３０が、このマンマシンインタフェースとな
り、これを操作することにより、ＣＰＵ−Ｃ２３を介し
てＣＰＵ−Ａ２１にデータが取り込まれ、述した角度θ
aをリアルタイムで補正されることになる。
【００２９】次に、この実施例における演算処理動作に
ついて、図５のフローチャートにより説明する。なお、
この動作は、主としてロボット制御装置２０のＣＰＵ−
Ａ２１により実行される。
ついて、図５のフローチャートにより説明する。なお、
この動作は、主としてロボット制御装置２０のＣＰＵ−
Ａ２１により実行される。
【００３０】まず、ステップ３１において、補間距離Ｍ
と及び補間方向ベクトルvecＭを計算する。ここで、補
間開始ベクトルvecＰsを、補間終了ベクトルvecＰeをと
すると、補間距離Ｍと及び補間方向ベクトルvecＭは(数
６)により演算することができる。
と及び補間方向ベクトルvecＭを計算する。ここで、補
間開始ベクトルvecＰsを、補間終了ベクトルvecＰeをと
すると、補間距離Ｍと及び補間方向ベクトルvecＭは(数
６)により演算することができる。
【００３１】
【数６】
【００３２】ここで、補間方向ベクトルvecＭは、図７
に示してある溶接方向ベクトルＬｗの単位ベクトルであ
る。なお、これは、上記した修正手段で用いられるもの
である。
に示してある溶接方向ベクトルＬｗの単位ベクトルであ
る。なお、これは、上記した修正手段で用いられるもの
である。
【００３３】次に、ステップ３２において、補間距離Ｍ
と補間累積距離Ｍcを用いて補間終了の判定を行なう。
いま、補間周期をΔＴ(msec)、補間速度をＶ(mm/sec)と
すると、補間累積距離は(数７)により表される。なお、
補間距離Ｍは、上記した修正手段で用いている溶接方向
ベクトルＬｗのノルムである(図７参照)。
と補間累積距離Ｍcを用いて補間終了の判定を行なう。
いま、補間周期をΔＴ(msec)、補間速度をＶ(mm/sec)と
すると、補間累積距離は(数７)により表される。なお、
補間距離Ｍは、上記した修正手段で用いている溶接方向
ベクトルＬｗのノルムである(図７参照)。
【００３４】
【数７】
【００３５】このステップ３２で、結果がＭc ＜Ｍの場
合は補間未終了と判断し、ステップ３３へ進み、そうで
なければ補間終了と判断し、ステップ３９へ進む。そし
て、ステップ３９へ進んだときはここで終了する。
合は補間未終了と判断し、ステップ３３へ進み、そうで
なければ補間終了と判断し、ステップ３９へ進む。そし
て、ステップ３９へ進んだときはここで終了する。
【００３６】ステップ３３では作業点の位置、姿勢の演
算を行なう。作業点の位置ベクトルＰiは(数８)により
計算できる。
算を行なう。作業点の位置ベクトルＰiは(数８)により
計算できる。
【００３７】
【数８】
【００３８】ここでの姿勢の演算方法としては様々ある
が、ここでは一例を示している。いま、補間開始点の姿
勢行列を、次の(数９)とし、
が、ここでは一例を示している。いま、補間開始点の姿
勢行列を、次の(数９)とし、
【００３９】
【数９】
【００４０】補間終了点の姿勢行列は、次の(数１０)と
する。
する。
【００４１】
【数１０】
【００４２】そして、これらの間の変換行列を、次の
(数１１)とすれば、
(数１１)とすれば、
【００４３】
【数１１】
【００４４】次の(数１２)の関係が成り立つ。
【００４５】
【数１２】
【００４６】ここで、変換Ｔを回転軸ベクトルＥと回転
角φで表現すると、さらに次の(数１３)の関係が成り立
つ。
角φで表現すると、さらに次の(数１３)の関係が成り立
つ。
【００４７】
【数１３】
【００４８】従って、このような姿勢演算を用いると、
作業点の姿勢は、次の(数１４)によって表わすことがで
きる。
作業点の姿勢は、次の(数１４)によって表わすことがで
きる。
【００４９】
【数１４】
【００５０】次に、ステップ３４において、ＴＩＧ溶接
用トーチ１の電極２とワイヤ３の先端を結ぶベクトルＴ
ｒを計算するのであるが、一般にベクトルＴrは、図６
に示すように、姿勢行列のＮベクトルと一致するので、
ここでは計算しない。
用トーチ１の電極２とワイヤ３の先端を結ぶベクトルＴ
ｒを計算するのであるが、一般にベクトルＴrは、図６
に示すように、姿勢行列のＮベクトルと一致するので、
ここでは計算しない。
【００５１】次に、ステップ３５において、回転中心ベ
クトルＡr及び回転角度θaの計算を次の(数１５)により
行なう。
クトルＡr及び回転角度θaの計算を次の(数１５)により
行なう。
【００５２】
【数１５】
【００５３】そして、ステップ３６において、(数１５)
により演算されたベクトルＡrとθaを用いて姿勢行列Ｈ
を変換し、新たな姿勢行列Ｈb(Ｎa、Ｏa、Ａa)を、次の
(数１６)により計算する。
により演算されたベクトルＡrとθaを用いて姿勢行列Ｈ
を変換し、新たな姿勢行列Ｈb(Ｎa、Ｏa、Ａa)を、次の
(数１６)により計算する。
【００５４】
【数１６】
【００５５】このようにして、作業点の位置、姿勢が求
められることになるが、ロボット本体１０を実際に動か
すためには、各関節の関節角度が必要となる。この変換
はステップ３６において行なわれており、その後ステッ
プ３７において、この関節角度を用いてサーボ位置指令
を行ない、ロボット本体１０のサーボモータＭ１〜Ｍ６
からなる各アクチュエータを動かすのである。
められることになるが、ロボット本体１０を実際に動か
すためには、各関節の関節角度が必要となる。この変換
はステップ３６において行なわれており、その後ステッ
プ３７において、この関節角度を用いてサーボ位置指令
を行ない、ロボット本体１０のサーボモータＭ１〜Ｍ６
からなる各アクチュエータを動かすのである。
【００５６】なお、以上の説明は直線動作の場合につい
てであるが、円弧動作の場合には、ステップ３３におい
て、円弧の接線方向のベクトルも同時に計算し、これを
補間方向ベクトルの代わりに用いればよい。
てであるが、円弧動作の場合には、ステップ３３におい
て、円弧の接線方向のベクトルも同時に計算し、これを
補間方向ベクトルの代わりに用いればよい。
【００５７】従って、この実施例によれば、図１の上側
に示すように、ワイヤの位置を全く考慮せずにティーチ
ングを行なっても、プレイバック時には、図１の下側に
示すように、ワイヤの位置は、電極に対して自動的に溶
接方向の前方になるように、ロボットの手首姿勢の制御
が得られることになり、この結果、ティーチング時に
は、ＴＩＧ溶接用トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベク
トルと溶接方向を一致させる必要がなく、位置のみをテ
ィーチングすればよいため、ティーチングに要する時間
が大幅に削減できるとともに、操作者の労力も削減でき
る。
に示すように、ワイヤの位置を全く考慮せずにティーチ
ングを行なっても、プレイバック時には、図１の下側に
示すように、ワイヤの位置は、電極に対して自動的に溶
接方向の前方になるように、ロボットの手首姿勢の制御
が得られることになり、この結果、ティーチング時に
は、ＴＩＧ溶接用トーチの電極とワイヤ先端を結ぶベク
トルと溶接方向を一致させる必要がなく、位置のみをテ
ィーチングすればよいため、ティーチングに要する時間
が大幅に削減できるとともに、操作者の労力も削減でき
る。
【００５８】一方、このためには、最初に上記したベク
トルＴhを定義しなければならないが、このベクトルＴh
の定義は、上記したように、ロボット本体１０の手首に
取付けられたトーチ１に応じてなされるものである。従
って、このベクトルＴhは、トーチ１の実物から、或い
はその図面から決定される場合が多く、このため、必ず
しも充分な精度で定義されるとは限らず、結果としてテ
ィーチングを困難にしてしまう。
トルＴhを定義しなければならないが、このベクトルＴh
の定義は、上記したように、ロボット本体１０の手首に
取付けられたトーチ１に応じてなされるものである。従
って、このベクトルＴhは、トーチ１の実物から、或い
はその図面から決定される場合が多く、このため、必ず
しも充分な精度で定義されるとは限らず、結果としてテ
ィーチングを困難にしてしまう。
【００５９】然し乍ら、この実施例では、溶接動作中、
溶接結果を見ながらプレイバックコンソール３０を操作
することにより上記ベクトルをリアルタイムで修正でき
るので、最初のベクトル定義を厳密に行う必要がなく、
更にティーチングが容易になる上、高品質のＴＩＧ溶接
を容易に得ることができる。
溶接結果を見ながらプレイバックコンソール３０を操作
することにより上記ベクトルをリアルタイムで修正でき
るので、最初のベクトル定義を厳密に行う必要がなく、
更にティーチングが容易になる上、高品質のＴＩＧ溶接
を容易に得ることができる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、ＴＩＧ溶接用トーチの
電極とワイヤ先端を結ぶベクトルと溶接方向を一致させ
るためのティーチングを行うことなく、ＴＩＧ溶接時で
のワイヤの位置をＴＩＧ溶接トーチの電極に対して溶接
方向の前方に位置させた状態での溶接動作が自動的に得
られるので、ティーチング時の労力が削減され、しかも
高品質のＴＩＧ溶接を常に確実に得ることができる。
電極とワイヤ先端を結ぶベクトルと溶接方向を一致させ
るためのティーチングを行うことなく、ＴＩＧ溶接時で
のワイヤの位置をＴＩＧ溶接トーチの電極に対して溶接
方向の前方に位置させた状態での溶接動作が自動的に得
られるので、ティーチング時の労力が削減され、しかも
高品質のＴＩＧ溶接を常に確実に得ることができる。
【図１】本発明に係るＴＩＧ溶接用ロボット制御装置に
より得られる動作を表わす説明図である。
より得られる動作を表わす説明図である。
【図２】ＴＩＧ溶接用ロボットの従来技術におけるトー
チの側面図である。
チの側面図である。
【図３】本発明の一実施例が適用されたＴＩＧ溶接用ロ
ボットシステムの全体構成図である。
ボットシステムの全体構成図である。
【図４】本発明が適用されたＴＩＧ溶接用ロボットシス
テムにおける制御装置の詳細ブロック図である。
テムにおける制御装置の詳細ブロック図である。
【図５】本発明の一実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】本発明の一実施例におけるトーチの側面図であ
る。
る。
【図７】本発明の一実施例における演算処理に必要な説
明図である。
明図である。
１ ＴＩＧ溶接トーチ ２ ＴＩＧ溶接トーチの電極 ３ 溶接ワイヤ ４ ワイヤリード管 １０ ロボット本体 ２０ ロボット制御装置 ３０ プレイバックコンソール ４０ プログラミングユニット ５０ 溶接機 ６０ ワイヤ供給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/42 Ｗ 9064−3Ｈ (72)発明者 椎名 司 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 住田 真樹 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 猿楽 信一 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 渡辺 浩 神奈川県横浜市磯子区磯子一丁目２番10号 バブコック日立株式会社横浜工場内 (72)発明者 藤井 健二郎 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも手首の姿勢制御が可能なマニ
プレータを備えたＴＩＧ溶接用ロボット制御装置におい
て、入力された溶接方向データに基づいて演算処理を実
行し、ＴＩＧ溶接時での溶接ワイヤの位置をＴＩＧ溶接
トーチの電極に対して溶接方向の前方に位置させるのに
必要な制御データを作成する演算手段を設け、該演算手
段により作成した制御データにより上記マニプレータの
手首の姿勢を制御するように構成したことを特徴とする
ＴＩＧ溶接用ロボットの制御装置。 - 【請求項２】 請求項１の発明において、上記制御デー
タにより定まるマニプレータの手首の姿勢に対して修正
量を与えるのに必要なデータをリアルタイムで作成する
修正データ作成手段が設けられているたことを特徴とす
るＴＩＧ溶接用ロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001291A JPH06198445A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001291A JPH06198445A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198445A true JPH06198445A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11497364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5001291A Pending JPH06198445A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06198445A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7291807B2 (en) | 2002-05-13 | 2007-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | TIG welding equipment and TIG welding method |
| CN109773781A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-21 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | 一种无传感器的工业机器人直线软浮动控制方法 |
| CN111168688A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-19 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种机器人动作的回放方法及装置 |
| WO2023008062A1 (ja) * | 2021-07-28 | 2023-02-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 造形装置の制御方法、造形装置及びプログラム |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP5001291A patent/JPH06198445A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7291807B2 (en) | 2002-05-13 | 2007-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | TIG welding equipment and TIG welding method |
| CN109773781A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-21 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | 一种无传感器的工业机器人直线软浮动控制方法 |
| CN109773781B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-05-25 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | 一种无传感器的工业机器人直线软浮动控制方法 |
| CN111168688A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-19 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 一种机器人动作的回放方法及装置 |
| WO2023008062A1 (ja) * | 2021-07-28 | 2023-02-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 造形装置の制御方法、造形装置及びプログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4380696A (en) | Method and apparatus for manipulator welding apparatus with vision correction for workpiece sensing | |
| EP1619567B1 (en) | Data processing apparatus for arc welding | |
| JP3215086B2 (ja) | ロボット制御装置 | |
| US4700118A (en) | System for setting workpiece Cartesian coordinate system of robot | |
| JPH065486B2 (ja) | ロボットの軌跡制御方法 | |
| JPH08505091A (ja) | 冗長軸を使用して対象物上の形態をトラッキングするためのシステム並びに方法 | |
| JP3207409B2 (ja) | ロボットのツール姿勢制御方法 | |
| US4706000A (en) | Tool posture control system | |
| JPH07104831A (ja) | レーザセンサを用いたロボットの自動位置教示方法 | |
| JP2008130022A (ja) | 産業用ロボット制御装置 | |
| JPH07129217A (ja) | レーザセンサを用いたロボット制御方法 | |
| US5911892A (en) | Jog operation method for robot | |
| US4831235A (en) | Automatic welding machine torch movement control system | |
| JPH06198445A (ja) | Ｔｉｇ溶接用ロボット制御装置 | |
| US5276777A (en) | Locus correcting method for industrial robots | |
| JPH0818130B2 (ja) | ウィービング溶接制御方法 | |
| JPS6249145B2 (ja) | ||
| JPH11342473A (ja) | Ｔｉｇ溶接用ロボットの制御方法 | |
| JP5583549B2 (ja) | アーク溶接ロボット制御装置 | |
| JPH11191005A (ja) | ロボット制御装置 | |
| US20230226682A1 (en) | Method for Teaching Torch Orientation for Robotic Welding | |
| JP2827381B2 (ja) | ロボット教示点変更装置 | |
| JPS60237505A (ja) | ロボツト制御方法 | |
| JPS61253510A (ja) | ロボツト制御デ−タの確認方法 | |
| JPS649154B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080331 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |