JPH0926808A - 溶接用ロボット装置におけるｎｃデータの作成方法 - Google Patents
溶接用ロボット装置におけるｎｃデータの作成方法Info
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- JPH0926808A JPH0926808A JP7173835A JP17383595A JPH0926808A JP H0926808 A JPH0926808 A JP H0926808A JP 7173835 A JP7173835 A JP 7173835A JP 17383595 A JP17383595 A JP 17383595A JP H0926808 A JPH0926808 A JP H0926808A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシステムを不要に
し得るＮＣデータの作成方法を提供する。 【解決手段】 ワークＷの基本形状を示すパラメータを
ロボット装置１の演算処理部に入力するとともに、この
演算処理部にて、溶接作業に必要なワークの位置データ
を演算し、次に上記演算により求められた位置データの
少なくとも任意の２つの位置をロボット装置１に教示
し、次に演算処理部にて、教示された位置に基づき、ワ
ーク座標系の位置データをロボット座標系に変換するた
めの変換行列を求め、この変換行列に基づき、ワークＷ
の各位置データをロボット座標系の位置データに変換
し、この変換された位置データに、溶接作業属性データ
を付加して、作業実行用のＮＣデータを生成する方法で
ある。
し得るＮＣデータの作成方法を提供する。 【解決手段】 ワークＷの基本形状を示すパラメータを
ロボット装置１の演算処理部に入力するとともに、この
演算処理部にて、溶接作業に必要なワークの位置データ
を演算し、次に上記演算により求められた位置データの
少なくとも任意の２つの位置をロボット装置１に教示
し、次に演算処理部にて、教示された位置に基づき、ワ
ーク座標系の位置データをロボット座標系に変換するた
めの変換行列を求め、この変換行列に基づき、ワークＷ
の各位置データをロボット座標系の位置データに変換
し、この変換された位置データに、溶接作業属性データ
を付加して、作業実行用のＮＣデータを生成する方法で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの溶接を自
動的に行うロボット装置におけるＮＣデータの作成方法
に関する。
動的に行うロボット装置におけるＮＣデータの作成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶接用ロボット装置においては、
溶接作業を自動的に行わせるために、ＮＣデータ方式に
よるもの、またはティーチングプレイバック方式による
ものがあった。
溶接作業を自動的に行わせるために、ＮＣデータ方式に
よるもの、またはティーチングプレイバック方式による
ものがあった。
【０００３】前者のものは、ロボット装置の動作経路ま
たは作業指令を、ＮＣデータと呼ばれるプログラムによ
って与えることにより、自動運転を行わせる方法であ
り、また後者のものは、動作の内容を、作業者が実際に
手動操作でロボット装置を動かしながら、逐一、教示さ
せていくものである。
たは作業指令を、ＮＣデータと呼ばれるプログラムによ
って与えることにより、自動運転を行わせる方法であ
り、また後者のものは、動作の内容を、作業者が実際に
手動操作でロボット装置を動かしながら、逐一、教示さ
せていくものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した前者のロボッ
ト装置によると、人手によりＮＣデータを作成するのは
難しく、通常は、ＮＣデータを作成するために、ＣＡ
Ｄ、ＣＡＭシステムを必要とし、すなわち非常に大掛か
りなシステムを必要とする問題があった。
ト装置によると、人手によりＮＣデータを作成するのは
難しく、通常は、ＮＣデータを作成するために、ＣＡ
Ｄ、ＣＡＭシステムを必要とし、すなわち非常に大掛か
りなシステムを必要とする問題があった。
【０００５】また、後者のロボット装置によると、ロボ
ット装置への教示作業に時間がかかるという問題があ
り、場合によっては、教示作業自体に危険が伴うという
問題もあった。
ット装置への教示作業に時間がかかるという問題があ
り、場合によっては、教示作業自体に危険が伴うという
問題もあった。
【０００６】そこで、本発明は上記問題を解消し得る溶
接用ロボット装置におけるＮＣデータの作成方法を提供
することを目的とする。
接用ロボット装置におけるＮＣデータの作成方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の溶接用ロボット装置におけるＮＣデータの
作成方法は、溶接作業対象であるワークの基本形状を示
すパラメータを溶接用ロボット装置の演算処理部に入力
するとともに、この演算処理部にて、溶接作業に必要な
ワークの位置データを演算し、次に上記演算により求め
られた位置データの少なくとも任意の２つの位置に対す
る実際のワーク位置をロボット装置に教示し、次に演算
処理部にて、教示された位置に基づき、ワーク座標系の
位置データをロボット座標系に変換するための変換用行
列を求め、この変換用行列に基づき、ワークの各位置デ
ータをロボット座標系の位置データに変換し、この変換
された位置データに、溶接作業属性データを付加して、
作業実行用のＮＣデータを生成する方法である。
め、本発明の溶接用ロボット装置におけるＮＣデータの
作成方法は、溶接作業対象であるワークの基本形状を示
すパラメータを溶接用ロボット装置の演算処理部に入力
するとともに、この演算処理部にて、溶接作業に必要な
ワークの位置データを演算し、次に上記演算により求め
られた位置データの少なくとも任意の２つの位置に対す
る実際のワーク位置をロボット装置に教示し、次に演算
処理部にて、教示された位置に基づき、ワーク座標系の
位置データをロボット座標系に変換するための変換用行
列を求め、この変換用行列に基づき、ワークの各位置デ
ータをロボット座標系の位置データに変換し、この変換
された位置データに、溶接作業属性データを付加して、
作業実行用のＮＣデータを生成する方法である。
【０００８】上記ＮＣデータの作成方法によると、溶接
作業対象であるワークの基本形状を示すパラメータを入
力して、溶接作業に必要なワークの位置データを求め、
次にこの位置データの内、少なくとも２箇所をロボット
装置に教示するとともに、その位置データと教示データ
とに基づき、ワーク座標系とロボット座標系との関係を
表す座標変換行列を求め、この座標変換行列により、残
りの全ての位置データの座標変換を行うようにしている
ので、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシステムを不要にし得
るとともに、非常に手間のかかる教示作業も不要とな
る。
作業対象であるワークの基本形状を示すパラメータを入
力して、溶接作業に必要なワークの位置データを求め、
次にこの位置データの内、少なくとも２箇所をロボット
装置に教示するとともに、その位置データと教示データ
とに基づき、ワーク座標系とロボット座標系との関係を
表す座標変換行列を求め、この座標変換行列により、残
りの全ての位置データの座標変換を行うようにしている
ので、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシステムを不要にし得
るとともに、非常に手間のかかる教示作業も不要とな
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る溶接用ロボット装置におけるＮＣデータの作成方法
を、図１〜図４に基づき説明する。
る溶接用ロボット装置におけるＮＣデータの作成方法
を、図１〜図４に基づき説明する。
【００１０】まず、本実施の形態のＮＣデータの作成方
法に使用されるロボット装置について説明する。図１に
示すように、本実施の形態における溶接用ロボット装置
１は、支持フレーム２と、この支持フレーム２に、旋回
台３を介して鉛直軸心周りに旋回自在に支持された鉛直
方向の柱状体４と、この柱状体４に昇降体５を介して昇
降自在に支持された水平アーム体６と、この水平アーム
体６の先端部に取り付けられた６軸マニピュレータ７
と、この６軸マニピュレータ７の先端に取り付けられた
溶接用トーチ８と、図示しないが、ＮＣデータを生成す
るための演算処理装置（演算処理部）とから構成されて
いる。勿論、各旋回、昇降、水平方向での移動は、それ
ぞれに設けられた各駆動部により駆動される。
法に使用されるロボット装置について説明する。図１に
示すように、本実施の形態における溶接用ロボット装置
１は、支持フレーム２と、この支持フレーム２に、旋回
台３を介して鉛直軸心周りに旋回自在に支持された鉛直
方向の柱状体４と、この柱状体４に昇降体５を介して昇
降自在に支持された水平アーム体６と、この水平アーム
体６の先端部に取り付けられた６軸マニピュレータ７
と、この６軸マニピュレータ７の先端に取り付けられた
溶接用トーチ８と、図示しないが、ＮＣデータを生成す
るための演算処理装置（演算処理部）とから構成されて
いる。勿論、各旋回、昇降、水平方向での移動は、それ
ぞれに設けられた各駆動部により駆動される。
【００１１】次に、この溶接用ロボット装置１の演算処
理装置によりＮＣデータを作成する方法について説明す
る。まず、溶接対象であるワークＷの形状を表すパラメ
ータの値を演算処理装置に入力する。例えば、図１に示
すように、ワークＷがシールド掘進機における胴体の一
部［具体的には、円弧形状のボックス体１１で、その内
部に所定角度α置きに隔壁１２が配置されて複数個のセ
ル（区画室）１３に区画されたもの］である場合のパラ
メータとしては、胴部外板の内側寸法（Ｒo ）、内側寸
法（Ｒi ）、高さ寸法（ｈ）、各セル１３の中心角度
（α）、隔壁１２の厚さ（ｔ）、１ワークＷにおけるセ
ル１３の個数（ｎ）が選ばれる。なお、図２に、各パラ
メータを図示しておく。
理装置によりＮＣデータを作成する方法について説明す
る。まず、溶接対象であるワークＷの形状を表すパラメ
ータの値を演算処理装置に入力する。例えば、図１に示
すように、ワークＷがシールド掘進機における胴体の一
部［具体的には、円弧形状のボックス体１１で、その内
部に所定角度α置きに隔壁１２が配置されて複数個のセ
ル（区画室）１３に区画されたもの］である場合のパラ
メータとしては、胴部外板の内側寸法（Ｒo ）、内側寸
法（Ｒi ）、高さ寸法（ｈ）、各セル１３の中心角度
（α）、隔壁１２の厚さ（ｔ）、１ワークＷにおけるセ
ル１３の個数（ｎ）が選ばれる。なお、図２に、各パラ
メータを図示しておく。
【００１２】上記各パラメータの具体的な値が演算処理
装置に入力され、ここで各パラメータに基づき、図３に
示すようなワークＷの溶接箇所の位置（Ｐ1 〜Ｐ8 ）、
すなわち構造データが演算により求められる。
装置に入力され、ここで各パラメータに基づき、図３に
示すようなワークＷの溶接箇所の位置（Ｐ1 〜Ｐ8 ）、
すなわち構造データが演算により求められる。
【００１３】例えば、第１セル１３（Ｃ１）の内側の各
コーナ部（Ｐ1 〜Ｐ4 ）の座標を、下記に示す各式より
求める（図４参照）。但し、下記の式中、ｔ′＝ｔ／２
とする。
コーナ部（Ｐ1 〜Ｐ4 ）の座標を、下記に示す各式より
求める（図４参照）。但し、下記の式中、ｔ′＝ｔ／２
とする。
【００１４】
【数１】 Ｐ1 ＝（ｔ′，Ｒi ） ・・・・(1) Ｐ2 ＝（ｔ′，Ｒo ） ・・・・(2) Ｐ3 ＝（Ｐo3x −t′cos α，Ｐo3y ＋t′sin α） ・・・・(3) Ｐ4 ＝（Ｐo4x −t′cos α，Ｐo4y ＋t′sin α） ・・・・(4) 但し、上記の式中、ｔ′＝ｔ／２であり、 Ｐ03＝（Ｒo・sin α，Ｒo・cos α）であり、 Ｐ04＝（Ｒi・sin α，Ｒi・cos α）である。
【００１５】また、Ｐ5 〜Ｐ8 の座標については、上記
の各(1) 〜(4) 式に、Ｚ座標すなわち高さｈが付加され
たものである。そして、第２セル１３（Ｃ２）以降のコ
ーナ部については、下記の(5) および(6) 式に示すによ
うに、上記の第１セル（Ｃ１）の各座標に対して、Ｚ軸
回りに、−αの回転行列を作用させたものである。
の各(1) 〜(4) 式に、Ｚ座標すなわち高さｈが付加され
たものである。そして、第２セル１３（Ｃ２）以降のコ
ーナ部については、下記の(5) および(6) 式に示すによ
うに、上記の第１セル（Ｃ１）の各座標に対して、Ｚ軸
回りに、−αの回転行列を作用させたものである。
【００１６】
【数２】
【００１７】したがって、第ｎ番目のセル１３（Ｃｎ）
の座標については、上記の回転行列を、ｎ回掛けたもの
として表される。次に、ロボット装置１に、上記演算に
より求められた位置データの内、少なくとも２箇所の位
置（ＴＰ１，ＴＰ２）を、ロボット装置１に教示する。
の座標については、上記の回転行列を、ｎ回掛けたもの
として表される。次に、ロボット装置１に、上記演算に
より求められた位置データの内、少なくとも２箇所の位
置（ＴＰ１，ＴＰ２）を、ロボット装置１に教示する。
【００１８】この位置データおよび教示データを使用し
て、ワークＷの座標系とロボット座標系との関係、すな
わち座標変換行列B WＴを求めると、下記(7) 式のように
なる。
て、ワークＷの座標系とロボット座標系との関係、すな
わち座標変換行列B WＴを求めると、下記(7) 式のように
なる。
【００１９】なお、ワークＷとロボット装置１とは、互
いに平行な水平面内に設置されるので、求める変換行列
の成分は、Ｚ軸回りの回転量と原点の移動量だけであ
る。
いに平行な水平面内に設置されるので、求める変換行列
の成分は、Ｚ軸回りの回転量と原点の移動量だけであ
る。
【００２０】
【数３】
【００２１】ここで、第１教示点を、 BＰ1 ＝（ Bｘ
1 ， Bｙ1 ， Bｚ1 ），第２教示点を、 BＰ2 ＝（ Bｘ
2 ， Bｙ2 ， Bｚ2 ）とし、それぞれに対応する、ワー
ク座標系における位置データを、W Ｐ1 ＝（ Wｘ1 ， Wｙ1 ， Wｚ1 ），W Ｐ2 ＝（ Wｘ2 ， wｙ2 ， Wｚ2 ）とすると、 上記の(7) 式中の各値は、下記の通りである。
1 ， Bｙ1 ， Bｚ1 ），第２教示点を、 BＰ2 ＝（ Bｘ
2 ， Bｙ2 ， Bｚ2 ）とし、それぞれに対応する、ワー
ク座標系における位置データを、W Ｐ1 ＝（ Wｘ1 ， Wｙ1 ， Wｚ1 ），W Ｐ2 ＝（ Wｘ2 ， wｙ2 ， Wｚ2 ）とすると、 上記の(7) 式中の各値は、下記の通りである。
【００２２】
【数４】
【００２３】上述したように、座標変換行列(7) が求め
られると、座標変換行列(7) を使用して、下記の(8) 式
に示すように、全ての位置データを、ワーク座標系から
ロボット座標系に変換する。
られると、座標変換行列(7) を使用して、下記の(8) 式
に示すように、全ての位置データを、ワーク座標系から
ロボット座標系に変換する。
【００２４】
【数５】BＰi ＝B WＴ WＰi ・・・・(8) なお、上記各式中において、Ｐ，Ｒ，Ｔは、それぞれベ
クトルを表す。
クトルを表す。
【００２５】次に、上記のようにロボット座標系に変換
された位置データに、溶接属性ライブラリから作業属性
データ（例えば、溶接速度、トーチ姿勢などのデータ）
が取り出されて付加され、実行用のＮＣデータが生成さ
れる。
された位置データに、溶接属性ライブラリから作業属性
データ（例えば、溶接速度、トーチ姿勢などのデータ）
が取り出されて付加され、実行用のＮＣデータが生成さ
れる。
【００２６】そして、この実行用のＮＣデータに基づ
き、ロボット装置１で動作指令が発生されて、ワークＷ
すなわちボックス体１１の溶接作業が行われる。このよ
うに、まず溶接作業対象であるワークの基本形状を示す
パラメータを入力して、溶接作業に必要なワークの位置
データを演算により求め、次にこの位置データの内、少
なくとも２箇所をロボット装置に教示するとともに、そ
の位置データと教示データとに基づき、ワーク座標系と
ロボット座標系との関係を表す座標変換行列を求め、こ
の座標変換行列により、残り全ての位置データの座標変
換を行うようにしているので、従来例で説明したよう
に、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシステムを不要にし得る
とともに、非常に手間のかかる教示作業も不要となり、
したがって作業を効率良くかつ安全に行うことができ
る。
き、ロボット装置１で動作指令が発生されて、ワークＷ
すなわちボックス体１１の溶接作業が行われる。このよ
うに、まず溶接作業対象であるワークの基本形状を示す
パラメータを入力して、溶接作業に必要なワークの位置
データを演算により求め、次にこの位置データの内、少
なくとも２箇所をロボット装置に教示するとともに、そ
の位置データと教示データとに基づき、ワーク座標系と
ロボット座標系との関係を表す座標変換行列を求め、こ
の座標変換行列により、残り全ての位置データの座標変
換を行うようにしているので、従来例で説明したよう
に、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシステムを不要にし得る
とともに、非常に手間のかかる教示作業も不要となり、
したがって作業を効率良くかつ安全に行うことができ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明のＮＣデータの作成
方法によると、溶接作業対象であるワークの基本形状を
示すパラメータを入力して、溶接作業に必要なワークの
位置データを求め、次にこの位置データの内少なくとも
２箇所をロボット装置に教示するとともに、その位置デ
ータと教示データとに基づき、ワーク座標系とロボット
座標系との関係を示す座標変換行列を求め、この座標変
換行列により、残りの全ての位置データの座標変換を行
うようにしているので、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシス
テムを不要にし得るとともに、非常に手間のかかる教示
作業も不要となり、したがって作業を効率良くかつ安全
に行うことができる。
方法によると、溶接作業対象であるワークの基本形状を
示すパラメータを入力して、溶接作業に必要なワークの
位置データを求め、次にこの位置データの内少なくとも
２箇所をロボット装置に教示するとともに、その位置デ
ータと教示データとに基づき、ワーク座標系とロボット
座標系との関係を示す座標変換行列を求め、この座標変
換行列により、残りの全ての位置データの座標変換を行
うようにしているので、大掛かりなＣＡＤ、ＣＡＭシス
テムを不要にし得るとともに、非常に手間のかかる教示
作業も不要となり、したがって作業を効率良くかつ安全
に行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるロボット装置の概
略構成を示す斜視図である。
略構成を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態におけるワークの概略構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】同実施の形態におけるワークのセルの正面図で
ある。
ある。
【図４】同実施の形態におけるパラメータとワークのコ
ーナ部との関係を示す平面図である。
ーナ部との関係を示す平面図である。
１ ロボット装置 ３ 旋回台 ４ 柱状体 ５ 昇降体 ６ 水平アーム体 ７ マニピュレータ １１ ボツクス体 １２ 隔壁 １３ セル
フロントページの続き (72)発明者 木 静也 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】溶接作業対象であるワークの基本形状を示
すパラメータを溶接用ロボット装置の演算処理部に入力
するとともに、この演算処理部にて、溶接作業に必要な
ワークの位置データを演算し、次に上記演算により求め
られた位置データの少なくとも任意の２つの位置をロボ
ット装置に教示し、次に演算処理部にて、教示された位
置に基づき、ワーク座標系の位置データをロボット座標
系に変換するための変換行列を求め、この変換行列に基
づき、ワークの各位置データをロボット座標系の位置デ
ータに変換し、この変換された位置データに、溶接作業
属性データを付加して、作業実行用のＮＣデータを生成
することを特徴とする溶接用ロボット装置におけるＮＣ
データの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173835A JPH0926808A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 溶接用ロボット装置におけるｎｃデータの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173835A JPH0926808A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 溶接用ロボット装置におけるｎｃデータの作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0926808A true JPH0926808A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15968046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7173835A Pending JPH0926808A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 溶接用ロボット装置におけるｎｃデータの作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0926808A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105865825A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-08-17 | 芜湖润众机器人科技有限公司 | 一种机械手臂测试平台 |
| CN106124233A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-16 | 芜湖润众机器人科技有限公司 | 一种机械手测试平台 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59177607A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Fanuc Ltd | 自動プログラミング方法 |
| JPS63314604A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Nachi Fujikoshi Corp | 産業用ロボットの作業プログラム作成方法 |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP7173835A patent/JPH0926808A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59177607A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-08 | Fanuc Ltd | 自動プログラミング方法 |
| JPS63314604A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Nachi Fujikoshi Corp | 産業用ロボットの作業プログラム作成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105865825A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-08-17 | 芜湖润众机器人科技有限公司 | 一种机械手臂测试平台 |
| CN106124233A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-16 | 芜湖润众机器人科技有限公司 | 一种机械手测试平台 |
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