JPH0742636Y2 - 切断加工制御データ作成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、複合曲面を持つ大型構造物に対して大型ウォ
ータージェットロボットによる多数の穴明け、外周切
断、開口部切断の複合切断を行なうに当りロボットの切
断加工制御データ作成装置に関する。

〈従来の技術とその課題〉 複合曲面を持ち難削材で構造される薄板大型構造物等に
対して、大型ウォータジェットロボットによる複合切断
を行なうに当り、ロボットに与える加工制御用データを
得るについしては、まず大型構造物である被加工部材を
加工ロボット上に配置した時の加工部材の位置、姿勢を
想定し、加工ロボットとの相対的位置関係より各軸の移
動量を算出することになっている。

ところが、被加工部材と加工ロボットの相対的位置関係
を基準に加工制御データを作成することにより、被加工
部材の据付位置の変更、姿勢替えに対処するためには、
再び同じ手順で加工制御データを作り直さなければなら
ない。また、大型板金構造物の場合、前加工の成形状態
によっては、加工用治具との関係で、据付位置が変更さ
れたり、姿勢を変えて加工する事が多々あり、また１つ
の部材に対して加工穴数や切断位置が多数あるため、こ
の様な加工直前の変更に迅速に対応することができな
い。

さらに、同一の部材であっても加工部位によっては姿勢
替えが必要となる場合があり、その際同一の部材で数種
類の加工データをもつこととなり加工データの管理の面
で問題がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、被加工部材
の据付位置姿勢と独立に加工定義を行い、位置姿勢の変
更に対して再度の加工定義を不用とすることにより、加
工制御データ作成の時間短縮と効率向上を図ることを目
的としたものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、複合曲面を持つ被加工
部材に対してロボットによる複合切断を行なうに当り、
上記ロボットの作業制御データを作成する装置におい
て、上記被加工部材の３次元形状モデルと上記ロボット
の形状モデルを作成するモデルデータ作成部と、作成さ
れたそれぞれのモデルデータを記憶する部材モデル記憶
部及び、ロボットモデル記憶部と、部材モデル記憶部よ
り前記３次元形状モデルを読み込み、表示すると共に上
記被加工部材に対して加工経路を指示・定義する加工定
義部と、定義された加工を記憶する加工データ記憶部
と、前記部材モデル記憶部及びロボットモデル記憶部よ
り部材モデルデータ及びロボットモデルデータをそれぞ
れ読込み表示すると共に上記部材モデルをロボットモデ
ル上に配置する手段を有しさらに前記加工データ記憶部
より前記加工データを読込み前記ロボットの各軸の動作
に展開する機能を有する制御データ作成部と、作成され
た制御データを記憶する加工制御データ記憶部とを、備
えたことを特徴とする。

〈作用〉 上述の構成により、まず、各加工用ロボットにつきロボ
ットモデルを定義付けておき、ロボットモデルとしてロ
ボット各軸の原点と座標系（X,Y,Z）を記憶し、また、
個々の被加工部材について、部材モデルを作成し、部材
モデルとして部材原点（ワーク原点）と座標系（UVW）
を記憶する。

切断加工の定義はこの部材モデルに対して行なう。この
時、各切断経路及び切断中のロボットのノズルの方向が
部材原点を基準に表現され、加工データとして記憶され
る。その後、実際の加工を行なうに当り、加工用ロボッ
トと部材の据付位置、姿勢を決定し、該当するロボット
モデルに対して部材モデルを加工する位置、姿勢に配置
する。

そして、先に加工定義を行なった加工データを読み、加
工制御データへの展開を指示する。この時加工制御デー
タ作成部では、ロボットモデル上の各軸の原点、座標系
と、部材原点、部材座標系の相対的位置関係により前記
加工データを、ロボットの各軸の座標に変換し、各軸の
動作に展開する。

〈実施例〉 ここで、第１図ないし第３図を参照して本考案の実施例
を説明する。

第１図は、一実施例に係る大型ウォータジェットロボッ
ト用切断加工制御データ作成装置の全体構成を表すブロ
ック図を示してある。同図に示すように作成装置は、被
加工部材の３次元形状モデルとロボット形状モデルを作
成するモデリング部１と、作成されたロボットモデルを
記憶するロボットモデル記憶部２と、部材のモデルデー
タを記憶する部材モデル記憶部３と、該部材モデル記憶
部３より部材モデルを読込み・表示すると共に該部材モ
デルに対して加工経路（切断経路）を指示・定義する加
工定義部４と、この加工定義部４で作成された加工デー
タを記憶する加工データ記憶部５と、前記ロボットモデ
ル記憶部２と前記部材モデル記憶部３から前記ロボット
モデル及び部材モデルをそれぞれ読込み表示すると共に
部材モデルをロボットモデル上に配置する手段を有しさ
れに前記加工データを記憶部５より前記加工データを読
込み、部材モデル、ロボットモデルの相対的位置関係か
ら該加工データロボットの各軸の動作に展開する機能を
有する加工制御データ作成部６と、そして作成された加
工制御データを記憶する制御データ記憶部７により構成
されている。

次に、作業制御データの作成手順を述べる。まず、加工
を行うロボットにいつ、モデリング部１においてロボッ
ト形状のモデルを作成しロボットモデル記憶部２に記憶
する。このロボットモデルは、予め各ロボットについて
作成しておく。また、ロボットモデル記憶部２はロボッ
トの各軸の原点（ロボット原点）とロボット座標系を同
時に記憶する。そして実際に加工する部材についてモデ
リング部１により部材モデルを作成し、部材モデル記憶
部３に記憶する。この部材モデルは加工部材毎に都度作
成する。また、部材モデル記憶部３は部材原点と部材座
標系を同時に記憶する。

次に加工定義部４で部材モデル記憶部３より部材モデル
を読込み、切断線上に加工経路を指示定義する。この時
ウォータージェットのノズル方向も同様に定義する。加
工定義部４では指示された切断経路とノズル方向を部材
座標系を基準に表現し、加工データを作成して加工デー
タ記憶部５に記憶する。

そして、実際の加工にあたって、加工ロボットと、それ
に対する被加工部材の据付位置が決定した時点で、加工
制御データ作成部６で、ロボットモデル記憶部２と、部
材モデル記憶部３よりロボットモデルを読み込み、先に
決定した位置関係に部材モデルをロボットモデルに対し
て配置する。さらに、ここで加工データ記憶部５に記憶
された加工データを読み読み、加工制御データ作成を指
示する。加工制御データ作成部６ではロボット座標系に
おける部材座標系の原点位置、回転方法を計算し、これ
に従って読み込んだ加工データをロボット座標系を基準
に再計算し、各軸の動作に展開しデータを作成、加工制
御データ記憶部７に格納する。

第２図には加工定義の一例を示す模式図を示してある。

部材モデル８、部材原点９、部材座標系10、切断線11及
び加工ベクトル12で構成される。このうち部材モデル
８、部材原点９、部材座標系10は、部材モデル記憶部３
より読み込まれたものである。加工定義部４では切断線
11を定義１、その上に加工ベクトル12（切断点列、各点
でのノズル方向）を定義する。この時の加工ベクトル12
は部材座標系10を基準に表現されている。

第３図には加工制御データ作成の一例を示す。

ロボットモデル13、ロボット原点14、ロボット座標系1
5、ロボット上に配置された部材モデル16、部材原点1
7、部材座標系18及び、加工ベクトル19で構成されてい
る。このうち、ロボットモデル13、ロボット原点14、ロ
ボット座標系15はロボットモデル記憶部２より、部材モ
デル16、部材原点17、部材座標系18は部材モデル記憶部
３より、加工ベクトル19は加工データ記憶部５より読み
込んだものである。加工制御データ作成部６ではロボッ
ト座標系15における、部材原点部材座標系の位置関係か
ら部材の相対的位置を算出し、これをもとに加工ベクト
ル19をロボット座標系を基準に変換し、ロボット各軸の
動作に展開する。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案による切断加工制御データ
作成装置は、切断加工の定義を被切断部材の据付位置姿
勢を考慮せずに部材形状のみに対して行えるので、加工
直前の据付位置姿勢の変更に柔軟かつ迅速に対処するこ
とができ、切断加工制御データ作成の効率向上と時間短
縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る切断加工制御データ作成
装置のブロック図、第２図は加工定義の一例の説明図、
第３図は加工制御データ作成の一例の説明図である。 図中、 １はモデリング部、２はロボットモデル記憶部、３は部
材モデル記憶部、４は加工定義部、５は加工データ記憶
部、６は加工データ作成部、７は加工制御データ記憶
部、８は部材モデル、９は部材原点、10は部材座標系、
13はロボットモデル、14はロボット原点、15はロボット
座標系である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複合曲面を持つ被加工部材に対してロボッ
   トによる複合切断を行なうに当り、上記ロボットの作業
   制御データを作成する装置において、上記被加工部材の
   ３次元形状モデルと上記ロボットの形状モデルを作成す
   るモデルデータ作成部と、作成されたそれぞれのモデル
   データを記憶する部材モデル記憶部及び、ロボットモデ
   ル記憶部と、部材モデル記憶部より前記３次元形状モデ
   ルを読み込み、表示すると共に上記被加工部材に対して
   加工経路を指示・定義する加工定義部と、定義された加
   工を記憶する加工データ記憶部と、前記部材モデル記憶
   部及びロボットモデル記憶部より部材モデルデータ及び
   ロボットモデルデータをそれぞれ読込み表示すると共に
   上記部材モデルをロボットモデル上に配置する手段を有
   しさらに前記加工データ記憶部より前記加工データを読
   込み前記ロボットの各軸の動作に展開する機能を有する
   制御データ作成部と、作成された制御データを記憶する
   加工制御データ記憶部とを備えたことを特徴とする切断
   加工制御データ作成装置。