JPS61248106A - ロボツト制御デ−タの作成方法 - Google Patents
ロボツト制御デ−タの作成方法Info
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- JPS61248106A JPS61248106A JP8969685A JP8969685A JPS61248106A JP S61248106 A JPS61248106 A JP S61248106A JP 8969685 A JP8969685 A JP 8969685A JP 8969685 A JP8969685 A JP 8969685A JP S61248106 A JPS61248106 A JP S61248106A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、作業内容が毎回異なり、加工形状が一つまた
は複数のパターンに分類できるたとえば切断作業を、軸
線まわりに回転対称な道具を用いて、多関節ロボットに
行なわせる場合の、ロボット制御データの作成方法に関
する。
は複数のパターンに分類できるたとえば切断作業を、軸
線まわりに回転対称な道具を用いて、多関節ロボットに
行なわせる場合の、ロボット制御データの作成方法に関
する。
背景技術
従来、ロボットに対する位置および姿勢に関する制御デ
ータは、操作員が実際の作業環境のもとて教示ボックス
を用いて、作業に必要な各点へロボットのアームを直接
誘導して教示していた。
ータは、操作員が実際の作業環境のもとて教示ボックス
を用いて、作業に必要な各点へロボットのアームを直接
誘導して教示していた。
発明が解決しようとする問題点
このような先行技術に８いて、ロボットの制御データを
作成する場合には、前述したようにロボットのアームを
直接誘導して教示する必要がある。
作成する場合には、前述したようにロボットのアームを
直接誘導して教示する必要がある。
したがってロボットの作業内容が毎回異なるとき、作業
内容ごとの制御データの作成のために多大の時間を要し
ていた。また制御データの作成中は、ロボットを稼動さ
せて実際の作業を行なわせることができないので、ロボ
ットを含む加工ラインの稼動率を低下させてしまうこと
となった。また作業内容ごとの制御データを前述の方法
であらかじめすべて作成したとしてもその制御データを
記憶するメモリの容量を太き（する必要があり、膨大な
記憶内容から作業内容に対応する制御データを探し出す
ことも大変な作業となる。
内容ごとの制御データの作成のために多大の時間を要し
ていた。また制御データの作成中は、ロボットを稼動さ
せて実際の作業を行なわせることができないので、ロボ
ットを含む加工ラインの稼動率を低下させてしまうこと
となった。また作業内容ごとの制御データを前述の方法
であらかじめすべて作成したとしてもその制御データを
記憶するメモリの容量を太き（する必要があり、膨大な
記憶内容から作業内容に対応する制御データを探し出す
ことも大変な作業となる。
したがって本発明は、上述の問題点を解決し、軸線まわ
りに回転対称な道具を用いる作業に対する多関節ロボッ
トの制御データを作成するに際し、ロボットを動作させ
ることなく制御データを作成ｒる方法を提供することを
目的とする。
りに回転対称な道具を用いる作業に対する多関節ロボッ
トの制御データを作成するに際し、ロボットを動作させ
ることなく制御データを作成ｒる方法を提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業に
対する多関節ロボットの制御データ作成方法において、 加工形状を、加工順序に従って並べたワークの被加工面
で表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成
分を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して
、上記方法により表現された各加工形状を加工形状パタ
ーンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定と、パラメー
タへの数値の設定とにより、加工形状を構成ｒる各被加
工面とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被
加工面の交線を算出し、上記交線上の作業点に道具を位
置決めするときの道具先端の位置（ｘ。
対する多関節ロボットの制御データ作成方法において、 加工形状を、加工順序に従って並べたワークの被加工面
で表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成
分を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して
、上記方法により表現された各加工形状を加工形状パタ
ーンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定と、パラメー
タへの数値の設定とにより、加工形状を構成ｒる各被加
工面とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被
加工面の交線を算出し、上記交線上の作業点に道具を位
置決めするときの道具先端の位置（ｘ。
ｙ＊ｚ）Ｂよび方向（α、β）と、その移動順序とを作
成Ｃることを特徴とＣるロボット制御データの作成方法
である。
成Ｃることを特徴とＣるロボット制御データの作成方法
である。
作用
軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業を行なう多関
節ロボットを準備する。加工形状を、加工順序に従って
並べたワークの被加工面で表現し、各被加工面を３点で
表現する。各点の座標の成分を、加工形状を定めるパラ
メータの関数として表現する。このようにして表現され
た各加工形状を、加工形状パターンと称する。このとき
、加工形状パターンの指定と、パラメータへの数値の設
定とにより、加工形状を構成ｒる各被加工面と、その加
工順序とを算出する。算出された相隣りあう被加工面の
交線を算出し、この交線上の作業点に道具を位置決めす
るときの道具先端の位置８よび方向と、その移動順序と
を作成する。このようにして多関節ロボットの制御デー
タを、実際にロボットを動かすことなく作成することが
できる。
節ロボットを準備する。加工形状を、加工順序に従って
並べたワークの被加工面で表現し、各被加工面を３点で
表現する。各点の座標の成分を、加工形状を定めるパラ
メータの関数として表現する。このようにして表現され
た各加工形状を、加工形状パターンと称する。このとき
、加工形状パターンの指定と、パラメータへの数値の設
定とにより、加工形状を構成ｒる各被加工面と、その加
工順序とを算出する。算出された相隣りあう被加工面の
交線を算出し、この交線上の作業点に道具を位置決めす
るときの道具先端の位置８よび方向と、その移動順序と
を作成する。このようにして多関節ロボットの制御デー
タを、実際にロボットを動かすことなく作成することが
できる。
実施例
第１図は本発明の一実施例のロボット制御データの作成
方法を実現ｒる工程のブロック図である。
方法を実現ｒる工程のブロック図である。
入力装置１４から、加工形状パターンとパラメータ値が
、制御データ作成装置１５に入力される。
、制御データ作成装置１５に入力される。
制御データ作成装置１５では、入力されたデータに関連
して定められる各被加工面を表現する３点の座標値が座
標値算出ＪＪ！７ｃ＃１６で算出される。この３点が決
定ｒる平面の方程式が、面方程式算出装置１７によって
算出される。面方程式算出装置１７で算出された相隣り
会う面の交線の方向比が、交線方向比算出装置１８で算
出される。
して定められる各被加工面を表現する３点の座標値が座
標値算出ＪＪ！７ｃ＃１６で算出される。この３点が決
定ｒる平面の方程式が、面方程式算出装置１７によって
算出される。面方程式算出装置１７で算出された相隣り
会う面の交線の方向比が、交線方向比算出装置１８で算
出される。
こうして算出される方向比などに基づいて、道具の位置
・方向が位置・方向算出手段１９によって算出される。
・方向が位置・方向算出手段１９によって算出される。
このようにして算出された制御データは、ロボット制御
装置２０に与えられ、ロボットのアームを駆動する駆動
手段２１を動作させる。
装置２０に与えられ、ロボットのアームを駆動する駆動
手段２１を動作させる。
第２図は、ワークである山形鋼１の斜視図である。第３
図は、第２図の山形鋼ｌのウェブ２に６よびフランジ３
を展開して山形鋼１の切断形状パターンを示した図であ
る。第２図示の山形鋼ｌに対して、たとえば切断作業を
行なう場合、その切断形状は、第３図（１）〜（４）で
示される各切断形状パターンに分類できる。以下の説明
では、第３図（４）の切断形状パターンを例示して説明
する。１４３図１４）図示の山形鋼１の切断形状パター
ンは切ｔｆｒ面８１゜８２ 、Ｓ３ 、Ｓ４で示される
。
図は、第２図の山形鋼ｌのウェブ２に６よびフランジ３
を展開して山形鋼１の切断形状パターンを示した図であ
る。第２図示の山形鋼ｌに対して、たとえば切断作業を
行なう場合、その切断形状は、第３図（１）〜（４）で
示される各切断形状パターンに分類できる。以下の説明
では、第３図（４）の切断形状パターンを例示して説明
する。１４３図１４）図示の山形鋼１の切断形状パター
ンは切ｔｆｒ面８１゜８２ 、Ｓ３ 、Ｓ４で示される
。
第４図は′Ｓ３図（４）で示される切断形状パターンを
有する山形鋼１の斜視図である。山形ｍｌに対してワー
ク座標系Ｊ１を設定する。切断面８１はウェブ２の面４
に、８３．８４はフランジ３の面１０に直交するものと
する。ワーク座標系Σｌに従って、切断面８１−８４に
関連して、パラメータＰＩ 、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ５
およびＰ６を下記のように設定する。ウェブ２の面４と
切断面Ｓ２との交線の延長線と、ウェブ２の凌５との交
点６のＸ座標に関する値をＰｌとｒる。切断面Ｓ１と凌
５との交点７と、交点６との距離をＰ２とする。また切
断面Ｓ２と稜８との交点９のＸ座標に関Ｃる値をＰ３と
する。切断面８３．８４の交線の７ランジ３の面１０と
の交点１１の２座標に関する値をＰ４とする。切断面Ｓ
４がＸ座標軸となｔ角をＰ５とする。切断面Ｓ２がウェ
ブ２の面４とのなす角をＰ６とする。
有する山形鋼１の斜視図である。山形ｍｌに対してワー
ク座標系Ｊ１を設定する。切断面８１はウェブ２の面４
に、８３．８４はフランジ３の面１０に直交するものと
する。ワーク座標系Σｌに従って、切断面８１−８４に
関連して、パラメータＰＩ 、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ５
およびＰ６を下記のように設定する。ウェブ２の面４と
切断面Ｓ２との交線の延長線と、ウェブ２の凌５との交
点６のＸ座標に関する値をＰｌとｒる。切断面Ｓ１と凌
５との交点７と、交点６との距離をＰ２とする。また切
断面Ｓ２と稜８との交点９のＸ座標に関Ｃる値をＰ３と
する。切断面８３．８４の交線の７ランジ３の面１０と
の交点１１の２座標に関する値をＰ４とする。切断面Ｓ
４がＸ座標軸となｔ角をＰ５とする。切断面Ｓ２がウェ
ブ２の面４とのなす角をＰ６とする。
このようにして設定されたパラメータＰ１〜Ｐ６によっ
て、山形鋼ｌの具体的な切断形状を指定することができ
る。
て、山形鋼ｌの具体的な切断形状を指定することができ
る。
第５図は山形鋼ｌを前述の切断面５Ｌ−８４で切断した
形状を示す斜視図である。ウェブ２の端面１２と、切断
面Ｓｌとの交線を稜１，１とする。
形状を示す斜視図である。ウェブ２の端面１２と、切断
面Ｓｌとの交線を稜１，１とする。
また切断面Ｓ１．８２、切断面８２ 、 Ｓ３および切
断面８３．８４間の各交線を、それぞれ＊Ｌ２゜Ｌ３
、Ｌ４とする。またフランジ３の端面１３と、切断面Ｓ
４との交線を稜Ｌ５とｒる。
断面８３．８４間の各交線を、それぞれ＊Ｌ２゜Ｌ３
、Ｌ４とする。またフランジ３の端面１３と、切断面Ｓ
４との交線を稜Ｌ５とｒる。
第６図は各切断面ｂ ｔ （ｔ ＝ｏ Ｉ １ ｅ ｔ
ｔ ａ ｗ４．５）を、それぞれその切断面Ｓｉ上の
３点の座標によって゛表現する方法を説明するための斜
視図である。切断面Ｓ１は、３点ｐＨ（ｘｌｌ、ｙｌｌ
。
ｔ ａ ｗ４．５）を、それぞれその切断面Ｓｉ上の
３点の座標によって゛表現する方法を説明するための斜
視図である。切断面Ｓ１は、３点ｐＨ（ｘｌｌ、ｙｌｌ
。
ｚｌｌ）、Ｐｌ２（ｘ１２．ｙ１２．ａｉ２）、Ｐｌ３
（ａｉ３゜ｙ１３．ａｉ３）で表現される。したがって
一般に切断面Ｓｉは、３点ｐＨ１（ｘｉｌ、ｙｉｌ、ｚ
ｉｌ）＋Ｐｔ２（ｘｉ２ｔｙｉ２ｔｚｉ２）、Ｐｌ３（
ａｉ３．ｙｉ３．ａｉ３）で表現される。ここでｘｉＬ
ｙｉＬｚｉｊ（ｊ＝Ｌ２．３）は、前記パラメータＰ１
〜Ｐ６の関数であり、これらのパラメータＰ１〜Ｐ６を
入力装置１４から、制御データ作成装置１５の座標値算
出装置１６に入力することによって得ることができる。
（ａｉ３゜ｙ１３．ａｉ３）で表現される。したがって
一般に切断面Ｓｉは、３点ｐＨ１（ｘｉｌ、ｙｉｌ、ｚ
ｉｌ）＋Ｐｔ２（ｘｉ２ｔｙｉ２ｔｚｉ２）、Ｐｌ３（
ａｉ３．ｙｉ３．ａｉ３）で表現される。ここでｘｉＬ
ｙｉＬｚｉｊ（ｊ＝Ｌ２．３）は、前記パラメータＰ１
〜Ｐ６の関数であり、これらのパラメータＰ１〜Ｐ６を
入力装置１４から、制御データ作成装置１５の座標値算
出装置１６に入力することによって得ることができる。
前述の切断面Ｓｉは、３点Ｐｉｌ、Ｐｉ２．Ｐｉ３を通
る平面であり、その面の方程式は、下記の第１式のよう
に表現され、面方程式算出装置１７によって算出される
。
る平面であり、その面の方程式は、下記の第１式のよう
に表現され、面方程式算出装置１７によって算出される
。
この第１式を展開すると、
ａｉ−ｘ＋ｂｉ−ｙＱｃｉ−ｚ＝ｄｉ ・・・
（２１を得ることができる。ここで ａｉ＝ｙｉ１・ｚｉ２＋７ｉ３・ｚｉｌ＋ｙｉ２”ａｉ
３−ｙｉ３・ａｉ２−７ｉ１・ａｉ３−ｙｉ２・ｚｉｌ
・・・（３） ｂｉ＝−ｘｉｌ・ａｉ２−＝ｘｉ３・ｚｉｌ−ａｉ２・
ｚｉ３＋ｘｉ３・ｚｉ２＋ｘｉｌ・ｚｉ３＋ｘｉ２・ｚ
ｉｌ ・・・ （４）ｃｉ＝ｘｉ１・ｙｉ２＋ｘｉ３
・ｙｉｌ＋ｘｉ２・ｙｉ３−ａｉ３・ｙｉ２−：ｃｉｌ
・ｙｉ３−ａｉ２・ｙｉｌ・・・（５） ｄｉ＝ｘｉ１・ｙｉ２・ｚｉ３＋ｘｉ２・ｙｉ３・ｚｉ
ｌ＋ｘｉ３・ｙｉｌ・ａｉ２−ａｉ３・ｙｉ２・ｚｉｌ
−ｘｉｌ・ｙｉ３・ａｉ２−ａｉ２・ｙｉｌ・ａｉ３
・・・（６）である。このようにして求められた相隣
りあう下記の２つの切断面 ５ｉ−１： ａｉ−１・ｘ＋ｂｉ−１−ｙ＋ｃｉ−１
−ｚ ＝ ｄｉ −１−（７１Ｓｉ ： ａｉ−
ｘ＋ｂｉ−ｙ＋ｅｉ−ｚ ＝ ｄｉ −（
８１の交線Ｌｉは、下式により表現される。
（２１を得ることができる。ここで ａｉ＝ｙｉ１・ｚｉ２＋７ｉ３・ｚｉｌ＋ｙｉ２”ａｉ
３−ｙｉ３・ａｉ２−７ｉ１・ａｉ３−ｙｉ２・ｚｉｌ
・・・（３） ｂｉ＝−ｘｉｌ・ａｉ２−＝ｘｉ３・ｚｉｌ−ａｉ２・
ｚｉ３＋ｘｉ３・ｚｉ２＋ｘｉｌ・ｚｉ３＋ｘｉ２・ｚ
ｉｌ ・・・ （４）ｃｉ＝ｘｉ１・ｙｉ２＋ｘｉ３
・ｙｉｌ＋ｘｉ２・ｙｉ３−ａｉ３・ｙｉ２−：ｃｉｌ
・ｙｉ３−ａｉ２・ｙｉｌ・・・（５） ｄｉ＝ｘｉ１・ｙｉ２・ｚｉ３＋ｘｉ２・ｙｉ３・ｚｉ
ｌ＋ｘｉ３・ｙｉｌ・ａｉ２−ａｉ３・ｙｉ２・ｚｉｌ
−ｘｉｌ・ｙｉ３・ａｉ２−ａｉ２・ｙｉｌ・ａｉ３
・・・（６）である。このようにして求められた相隣
りあう下記の２つの切断面 ５ｉ−１： ａｉ−１・ｘ＋ｂｉ−１−ｙ＋ｃｉ−１
−ｚ ＝ ｄｉ −１−（７１Ｓｉ ： ａｉ−
ｘ＋ｂｉ−ｙ＋ｅｉ−ｚ ＝ ｄｉ −（
８１の交線Ｌｉは、下式により表現される。
Ｂｉ−ｙ＋Ｃ１−ｚ ＝ Ｄｉ
＝ （９１Ｂｉ−ａｉ−ｘ＋（Ｂｉ−ｃｉ−Ｃｉ−
ｂｉ）＊ｚ＝ Ｂｉ−ｄｉ−Ｄｉ−ｂｉ −（１（１
ここで Ｂｉ ＝ ａｉ−ｂｉ −１−ａｉ−１・ｂｉ
＝−Ｌｌｌ）Ｃｉ ＝ ａｉ−ｅｉ −
１−ａｔ−１−ｃｉ −ｕＤｉ
＝ ａｉ４ｉ −１−ａｉ−１・ｄｉ
・・・ｄ３である。
＝ （９１Ｂｉ−ａｉ−ｘ＋（Ｂｉ−ｃｉ−Ｃｉ−
ｂｉ）＊ｚ＝ Ｂｉ−ｄｉ−Ｄｉ−ｂｉ −（１（１
ここで Ｂｉ ＝ ａｉ−ｂｉ −１−ａｉ−１・ｂｉ
＝−Ｌｌｌ）Ｃｉ ＝ ａｉ−ｅｉ −
１−ａｔ−１−ｃｉ −ｕＤｉ
＝ ａｉ４ｉ −１−ａｉ−１・ｄｉ
・・・ｄ３である。
ａｉ〜０である場合、交線すなわち前述した各＆Ｌｉの
方向比は、第９式および第１０式に示される各変数の係
数から、 （ｂｉ 」≧−ｃｉ 」ｉ 、−ｃｔ、ａｉ）−ｕａと
なる。またａｉ＝０の場合も同様にして、交線すなわち
稜Ｌｉの方向比を求めることができる。
方向比は、第９式および第１０式に示される各変数の係
数から、 （ｂｉ 」≧−ｃｉ 」ｉ 、−ｃｔ、ａｉ）−ｕａと
なる。またａｉ＝０の場合も同様にして、交線すなわち
稜Ｌｉの方向比を求めることができる。
第１図を参照して、この演算は、面方程式算出装置１７
の算出結果が人力される交線方向比算出装置１８によっ
て演算される。
の算出結果が人力される交線方向比算出装置１８によっ
て演算される。
このとき、各交線上に位置決めされる道具２２の方向は
、山形鋼１の表面に向う必要がある。したがってウェブ
２の面４における道具２２の姿勢Ｍｌ、＋４２．Ｍ３に
関して、方向比の２成分が正値になり、フランジ面１ｏ
における道具２２の姿勢Ｍ４．Ｍ５に関して、Ｙ成分が
正値となるように、方向比の各成分に＋１または−１を
乗じる。
、山形鋼１の表面に向う必要がある。したがってウェブ
２の面４における道具２２の姿勢Ｍｌ、＋４２．Ｍ３に
関して、方向比の２成分が正値になり、フランジ面１ｏ
における道具２２の姿勢Ｍ４．Ｍ５に関して、Ｙ成分が
正値となるように、方向比の各成分に＋１または−１を
乗じる。
このようにして得られた道具２２の方向比を（ｅｉｅｍ
ｉ＊ｎｉ）とする。
ｉ＊ｎｉ）とする。
第７図はロボットの制御データとしての道具２２の姿勢
を説明する図である。道具２２の姿勢の方向の延長線が
ワーク座標系Σ１の原点Ｏを通るように平行移動する。
を説明する図である。道具２２の姿勢の方向の延長線が
ワーク座標系Σ１の原点Ｏを通るように平行移動する。
このとき道具２２と原点Ｏとを結ぶ直線のＸ−Ｙ平面へ
の投影を、線分２３とぐる。この線分２３のＹ軸の負方
向となす角をαとし、線分２３と道具２２の方向となす
角をβとし、道具２２の軸線２４まわりの回転角度をｒ
とする。したがって＄６図を参蒸して説明した道具２２
の姿勢は、オイラ角（αｉ、βｉ、ｒｉ）で表現される
。このとき道具２２の姿勢の方向を表わす量（αｉ、β
ｉ）は、前述した道具２２の方向比（／ｉ、ｍｉ、ｎｉ
）から下式のように、′ｓ１図の位置・方向算出装置１
９によって算出される。
の投影を、線分２３とぐる。この線分２３のＹ軸の負方
向となす角をαとし、線分２３と道具２２の方向となす
角をβとし、道具２２の軸線２４まわりの回転角度をｒ
とする。したがって＄６図を参蒸して説明した道具２２
の姿勢は、オイラ角（αｉ、βｉ、ｒｉ）で表現される
。このとき道具２２の姿勢の方向を表わす量（αｉ、β
ｉ）は、前述した道具２２の方向比（／ｉ、ｍｉ、ｎｉ
）から下式のように、′ｓ１図の位置・方向算出装置１
９によって算出される。
αｉ ＝ ｔａｎ−１（皿↓）＋９０゜ｌ！１
°°°四 前記軸線２５まわりの回転角度ｒｉは、たとえば切断ト
ーチ、フライスカッタ、ディスク状砥石、ドリルなどの
軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業においては、
任意の値でよい。
°°°四 前記軸線２５まわりの回転角度ｒｉは、たとえば切断ト
ーチ、フライスカッタ、ディスク状砥石、ドリルなどの
軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業においては、
任意の値でよい。
第８図は道具２２の位置決め状態を説明する山形鋼１な
どの斜視図である。道具２２の先端を、山形鋼１の表面
４から、！ｆｅＬｉの延びる方向に沿う距離りだけ離れ
た位置に位置決めする場合、道具先端の位置は、以下の
ようにして求められる。
どの斜視図である。道具２２の先端を、山形鋼１の表面
４から、！ｆｅＬｉの延びる方向に沿う距離りだけ離れ
た位置に位置決めする場合、道具先端の位置は、以下の
ようにして求められる。
まず稜Ｌｉと山形鋼ｌの表面４あるいはｌＯとの交点（
ｘｉＯ，ｙｉＯ，ｚｉＯ）は、稜の延びる方向に溢う線
すなわち前述した交線および山形鋼１の表面４あるいは
１０を、それぞれ表わす方程式をともに満足する点であ
る。したがってたとえばウェブ２の面４（すなわちＺ＝
０）に対する道具先端の位置の場合、交点（ｘｉＯ−Ｆ
ｉＯｓｚｉＯ）はとなる。したがって道具光−の位置（
ｘｉ、ｙｉｔｚｉ）は、交点（ｘｉ（ＬｙｉＯ，ｚｉＯ
）から稜Ｌｉの延びる方向に沿って山形鋼１の表面４あ
るいはｌＯからｈだけ離れた点であり、その座標は、と
して求めることができる。
ｘｉＯ，ｙｉＯ，ｚｉＯ）は、稜の延びる方向に溢う線
すなわち前述した交線および山形鋼１の表面４あるいは
１０を、それぞれ表わす方程式をともに満足する点であ
る。したがってたとえばウェブ２の面４（すなわちＺ＝
０）に対する道具先端の位置の場合、交点（ｘｉＯ−Ｆ
ｉＯｓｚｉＯ）はとなる。したがって道具光−の位置（
ｘｉ、ｙｉｔｚｉ）は、交点（ｘｉ（ＬｙｉＯ，ｚｉＯ
）から稜Ｌｉの延びる方向に沿って山形鋼１の表面４あ
るいはｌＯからｈだけ離れた点であり、その座標は、と
して求めることができる。
前述したような操作を、予め記憶されている各切断面５
ｏ−ｓｓについて順次行なうこと蔽より、ロボットの制
御データ（Ｘ ＊ ｔ ）’ １ ｔ Ｚ １ ｅαｉ
。
ｏ−ｓｓについて順次行なうこと蔽より、ロボットの制
御データ（Ｘ ＊ ｔ ）’ １ ｔ Ｚ １ ｅαｉ
。
βｉ）の組が得られる。こうして求められたワーク座標
系Σｌで表現された道具先端の位置および方向（ｘｉ、
ｙｉ、ｚｉ、αｉ、βｉ）の順序列と、ワーク座標系Σ
１をロボット座標系へ変換する座標変換行列がロボット
への制御データとなる。
系Σｌで表現された道具先端の位置および方向（ｘｉ、
ｙｉ、ｚｉ、αｉ、βｉ）の順序列と、ワーク座標系Σ
１をロボット座標系へ変換する座標変換行列がロボット
への制御データとなる。
このような操作によって、ロボットを実際に動かすこと
なくロボットの制御データを作成することができる。前
述の実施例では、ロボットが行なう作業を切断作業とし
て説明したけれども、本発明は、たとえば研磨作業およ
び塗装作業など、切断以外の加工のために実施すること
ができる。
なくロボットの制御データを作成することができる。前
述の実施例では、ロボットが行なう作業を切断作業とし
て説明したけれども、本発明は、たとえば研磨作業およ
び塗装作業など、切断以外の加工のために実施すること
ができる。
また前述の実施例では、道具２２の先端と、山形鋼１の
表面４，１０との距離りに関してｈ〜０の条件で説明し
たけれども、ｈ＝Ｏであってもよい。
表面４，１０との距離りに関してｈ〜０の条件で説明し
たけれども、ｈ＝Ｏであってもよい。
効果
以上のように本発明に従えば、ロボットを直接動作させ
ることなく、ロボットの制御データを作成できる。した
がって作業内容が毎回異なる作業に８いて、いわゆる教
示ボックスを用いてロボットを毎回作業点まで誘導する
ことが不要となり、操作員による教示労力の軽減を図る
ことができる。
ることなく、ロボットの制御データを作成できる。した
がって作業内容が毎回異なる作業に８いて、いわゆる教
示ボックスを用いてロボットを毎回作業点まで誘導する
ことが不要となり、操作員による教示労力の軽減を図る
ことができる。
またロボットの制御データ作成のために、実際の作業を
行なっているロボットを一旦停止させる必要がなく、ロ
ボットを含む加工ラインの稼動率を向上させることがで
きる。
行なっているロボットを一旦停止させる必要がなく、ロ
ボットを含む加工ラインの稼動率を向上させることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例のプａツク図、第２図は山形
鋼１の斜視図、第３図は各種の切断形状パターンを有す
る山形鋼１の展開図、第４図は切断形状パターンをパラ
メータＰ１〜Ｐ６を用いて表現する操作を説明する山形
鋼１の斜視図、第５図は山形鋼１を各切断面８１〜Ｓ４
で切断した状態を示す斜視図、第６図は道具２２の方向
を説明する山形鋼１などの斜視図、第７図は道具２２の
姿勢をオイラ角で説明するための図、第８図は道具２２
の先端の位置決め操作を説明するための山形鋼１などの
斜視図である。 １・・・山形鋼、４，１０・・・面、５，８・・・凌、
６゜７．９．１１・・・交点、１４・・・入力装置、１
５・・・制御データ作成装置、１６・・・座標値算出装
置、１７−・・面方程式算出装置、１８・・・交線方向
比算出装置、１９・・・位置・方向算出装置、２２・・
・道具、Ｐ１〜Ｐ６・・・パラメータ、Ｌ１〜Ｌ５・・
・稜、８１〜Ｓ４・・・切断面、Σ１・・・ワーク座標
系代理人 弁理士 西教圭一部 第２図 第３図 第５図 手続補正書 昭和６０年 ６月 ５日 特願昭６０−８９６９６ ２、発明の名称 ロボット制御データの作成方法 ３、補正をする者 事°件との関係 出願人 住所 名称 （０９７）川崎重工業株式会社 代表者 ４、代理人 住 所 大阪市西区西本町１丁目１３番３８号 新興産
ビル国装置ＥＸ ０５２５−５９８５ ＩＮＴＡＰＴ
Ｊ国際ＦＡＸ ＧＩＩＩ＆Ｇｎ （０６）５３８−
０２４７６、補正の対象 明細書全文および図面 ７、補正の内容 （１）明細書全文を別紙のとおりに訂正する。 （２）図面の第４図、第５図、第６図、第７図および第
８図を別紙のとおりに訂正する。 以 上 １、発明の名称 ロボット制御データの作成方法 ２、特許請求の範囲 軸線まわりに回転対称な道具音用いる作業に対〆 する多関節ロボットの制御データ作成方法において、 加工形状を、加工順序に従って並ぺ友ワークの被加工面
で表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成
分を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して
、上記方法により表現された各加工形状を加工形状パタ
ーンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定と、パラメー
タへの数値の設定とにより、加工形状を構成する各被加
工面とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被
加工面の交線を算出し、上記交線との作業点に道具を位
置決めするときの道具先端の位置および方向と、その移
動順序とを作成することを特徴とするロボット制御デー
タの作成方法。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、作業内容が毎回異なり、加工形状が一つまた
は複数のパターンに分類できるたとえば切断作業を、軸
線まわりに回転対称な道具を用いて、多関節ロポツ）Ｋ
行なわせる場合の、ロボット制御データの作成方法に関
する。 背景技術 従来、ロボットに対する位置および姿勢に関する制御デ
ータは、操作員が実際の作業環境のもとて教示ボックス
を用いて、作業に必要な各点へロボットのアームを直接
誘導して教示していた。 発明が解決しようとする間ｍ点 このような先行技術において、ロボットの制御データを
作成する場合には、前述し友ようにロボットのアームを
直接誘導して教示する必要゛がある。 したがってロボットの作業内容が毎回異なるとき、作業
内容ごとの制御データの作成の几めに多大の時間を要し
ていた。また制御データの作成中は、ロボット全林＃Ｊ
させて実際の作業を行なわせることができないので、ロ
ボットヲ含む加工ラインの稼動率を低下させてしまうこ
ととなった。ま九作業内容ごとの制御データを前述の方
法であらかじめすべて作成し念としてもその制御データ
を記憶するメモリの容量を大きくする必要があり、膨大
な記憶内容から作業内容に対応する制御データを探し出
すことも大変な作業となる。 し之がって不発Ｆ３Ａは１．ヒ述の問題点を解決し、軸
線まわりに回転対称な道具を用いる作業に対する多関節
ロボットの制御データを作成するｖｃ際し、ロボットを
動作させることなく制御データを作成する方法を提供す
ることを目的とする。 問題点を解決する之めの手段 本発明は、軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業に
対する多関節ロボットの制御データ作成方法において、
加工形状を加工順序に従って並べたワークの被加工面で
表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成分
を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して、
上記方法により表現された各加工形状を加工形状パター
ンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定とパラメータへ
の数値の設定とにより、加工形状を構成する各被加工面
とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被加工
面の交線を算出し、上記交線上の作業点に道具を位置決
めするときの道具先端の位置（ｘ 、ｅ ｙ 、 ｚ
）および方向（α、β〕と、その移動順序とを作成する
ことを特徴とするロボット制御データの作成方法である
。 作用 軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業を行なう多関
節ロボットを準備する。加工形状を加工順序に従って並
べたワークの被加工面で表現し、各被加工面を３点で表
現する。各点の座標の成分を、加工形状を定めるパラメ
ータの関故どして表現する。このようにして表現された
各加工形状を、加工形状パターンと称する。このとき、
加工形状パターンの指定とパラメータへの数値の設定と
により、加工形状を構成する各被加工面とその加工順序
とを算出する。算出された相隣りあう被加工面の交線を
算出し、この交線上の作業点に道具を位置決めするとき
の道具先端の位置および方向とその移動順序とを作成す
る。このようにして多関節ロボットの制御データを、実
際にロボットを動かすことなく作成することができる。 実施例 第１図は本発明の一実施例のロボット制御データの作成
方法を実現する工程のブロック図である。 入力装置１４から、加工形状パターンとパラメータ値が
、制御データ作成装置１５に入力される。 制御データ作成装置１５では、入力され九データに関連
して定められる各被加工面を表現する３点の座標値が座
標値算出装置１６で算出される。この３点が決定する平
面の方程式が、面方程式算出装置１７によって算出され
る。面方程式算出装置１７で算出され九相隣り合う面の
交線の方向比が、交線方向比算出装置１８で算出される
。 こうして算出される方向比などに基づいて、道具の位置
・方向が位置・方向算出装置！１１９によって算出され
る。このようにして算出され比制御データハ、ロボット
制御装置２０に与えられ、ロボットのアームを駆動する
駆動装置２１を動作させる。 第２図は、ワークである山形鋼１の斜視図である。 第３図は、第２図の山形鋼１のクエプ２および７ランジ
３ｔ−展開して山形鋼１の切断形状パターンを示した図
である。＠２図示の山形鋼１に対して、切断作業を行な
う場合、その切断形状は、たとえば第３図ｉｌｌ〜（４
）で示される各切断形状パターンに分類できる。以下の
説明では、第３図（４）の切断形状パターンを例示して
説明する。第３図（４）図示の山形鋼１の切断形状パタ
ーンは切断面Ｓｌ。 Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４で示される。 第４図は第３図（４）で示される切断形状パターンを有
する山形鋼１の斜視図である。山形［１に対してワーク
座標糸Σ１を設定する。切断面Ｓ１はクエプ２の面４に
、Ｓ３，５４ｔ−ｔフランジ３の面１０に直交するもの
とする。ワーク座標系Σ１に従って、切断面Ｓ１〜５４
ｖｃ関連して、パラメータＰｉ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ
５およびＰ６をＦ記のように設定する。クエプ２の面４
と切断面Ｓ２との交線の延長線と、クエブ２の稜５との
交点６のＸ座標に関する値をＰｌとする。切断面Ｓ１と
稜５との交点７と、交点６との距離をＰ２とする。 切断面ＳｌとＳ２の交線とクエプ２の面４との交点と、
交点６との距離もＰ２である。ま友切断面Ｓ２とＶｅ８
との交点９のＸ座標に関する値をＰ３とする。切断面Ｓ
３．５４の交線の７ランジ３の面１０との交点１１のＺ
座標に関する値ｉＰ４とす名。切断面Ｓ４がＸ座標軸と
なす角をＰ５とする。９ＪＦＩＳ２がクエプ２の面４と
なす角をＰ６とする。 このようにして設定され之パラメータＰ１〜Ｐ６によっ
て、山形鋼１の具体的な切断形状を指定することができ
る。 第５図は山形鋼１を前述の切断面８１〜Ｓ４で切断した
形状を示す斜視図である。クエプ２の端面１２と、切断
面Ｓ１との交線を抜Ｌ１とする。 ま念力断面ＳＬ、Ｓ２、切断面５２．５３および切断面
Ｓ３，５４間の各交線を、それぞれ稜Ｌ２゜Ｌ３．Ｌ４
とする。まｔフランジ３の端面１３と、切断ＰＳ４との
交線を稜Ｌ５とする。 第６図は各切断面Ｓ ｉ（ｉ＝０．１，２，３゜４．５
）を、それぞれその切断面Ｓｉ上の３点の座標によって
表現する方法を説明する友めの斜視図である。切断面Ｓ
１は、３点Ｐｉ １ （ｘｔ、 ｌ’、 ｙｌ １゜ｚ
ｌ Ｉ ）、 Ｐｌ２（Ｘｌｌ、 ｙ−１１２，Ｚｌ
２ ）、 Ｐｌ３（ｘｔ ８１ｙｒｓ、ｚｉつで表現さ
れる。しｔがって一般に切断面Ｓｉけ、３点Ｐｉｌ（ｘ
ｉ＋＋ ｙｉｔ、 ｚｉｔ ）、 Ｐｌ２（ｘｉｚ、ｙ
ｉｚ、ｚｉｚ）＋ Ｐｌ３（ｘｉｉ、ｙｉｓ＊ ｚｉｉ
）で表現される。ここでｘｉｊ、ｙｉｊ、ｚｉｊ（ｊ＝
ｉ。 ２．３）は、前記パラメータＰ１〜Ｐ６の関数であり、
これらのパラメータＰ１〜Ｐ６の値を入力装置１４から
、制御データ作成装置１５の座標値算出装置１６に入力
することによって得ることがでへる。 前述の切断面Ｓｉは３点Ｐｉｌ、Ｐ、ｉ２．Ｐｉ３を通
る平面であり、その面の方程式はＦ記の第１式のように
表現され、面方程式算出装置１７ｆｃよって算出される
。 この第１式を展開すると、 ａ ｉ −ｘ＋ｂ ｉ −ｙ＋ｃ ｉ −ｚ＝ｄ ｉ
・・−１２）ヲ得ることができる。ここで ａ １＝ｙｉｌ −ｚ ｉｚ＋ｙｉ３・ｚｉ １＋ｙｉ
２− ｚ ；３−ｙｉｓ−ｚ １２−ｙｉ １・ｚ １
３−ｙｉｚ−ｚｉｌ ”−１３） ｂｉ＝−ｘｉ ｌ −ｚｉｚ−ｘｉ ３ ・ｚｉｌ−ｘ
ｉ２ ・ｚ ｉａ＋ｘｉ３・ｚ ｉｚ＋ｘｉｔ ・ｚｉ
：ｉ＋ｘ ｉ ２・Ｚｉｌ・・・（４） ｃ １＝ｘｉｌ−ｙｉｚ＋ｘ １３−ｙｉ １＋ｘ ｉ
２・ｙｌ３−ｘｉ ３・ｙ １ｚ−ｘｉｔ ・ｙ ｉ
３−ｘ ｉ ２・ｙｉｌ・・・（５） ｄｉ＝ｘｉｌ−ｙｌ２ ・ｚｉ３＋ｘ ｉ２・ｙｌ３・
ｚｉｘ＋ｘ ｉ３１ ｙｉｌ −ｚｉｚ−ｘ ｉ３・ｙ
ｌ２−Ｚｉｌ−ｘｉｌ−ｙｌ３・ｘｉ２−Ｘｉ２・ｙｉ
ｌ’Ｚｉ３−’（６１である、このようにして求められ
次相隣りあうＦ記の２つの切断面 ５ｉ−１： ａｉ−ｔ・ｘ＋ｂｉ−ｘ−ｙ＋ｃｉ−ｔ・
ｚ ＝ ｄｉ−１−（７）Ｓｉ ： ａｉ−ｘ＋ｂｉ
−ｙ＋ｃｉ−ｚ ＝ ｄｉ ・−・（８１
の交線Ｌｉは、下式により表現される。 Ｂｉ −ｙ−）Ｃｉ−ｚ ＝ Ｄｉ
−（ｆｌＢｉ−ａｉ−ｘ＋（Ｂｉ−ｃｉ
−Ｃｉ−ｂｉ）・ｚ＝Ｂｉ−ｄｉ−Ｄｉ−ｂｉ ・−
・Ｑｏｌここで Ｂｉ ＝＝＝ ａｉ−ｂｉ−１−ａｉ−ｔ−ｂｉ
・ ｉ用Ｃｉ ＝ ａｉ−ｃ
ｉ−１−ａｉ−１−ｃｉ −ＩＪ’
４Ｄｉ ＝＝ ａｉ−ｄｉ−１−ａｉ−１−ｄｉ
−・・（Ｉｔ）である。 ａｉ＼Ｏである場合、交線すなわち前述した各校Ｌｉの
方向比は、第９式および第１０式に示される各変数の係
数から、 ａｉ となる。４ ｆｔ−ａ ｉ ＝＝ ０の場合も同様にし
て、交線すなわち稜Ｌｉの方向比を求めることができる
。 第１図を参照して、この演算は、面方程式算出装置１７
の算出結果が入力される交線方向比算出装！１８によっ
て実施される。 このとき、各交線上に位置決めされる道具２２の方向け
、山形鋼１の表面に向う必要がある＾したがってクエプ
２の面４における道ＪＡ、２２の姿勢Ｍｌ、Ｍ２．Ｍ３
に関して、方向比のＺ成分が正値になり、７ランジ３の
面１０Ｖｃおける道具２２の姿勢Ｍ４．Ｍ５ｉ’（関し
て、Ｙ成分が正値となるように、方向比の各成分に＋１
または−１を乗じる。このようにして得られ比道具２２
の方向比を（／ｉ、ｍｉ、ｎｉ）とする。 第７図はロボットの制御データとしての道具２２の姿勢
を説明する図である。道具２２の軸線２４がワーク座標
系Σ１の原点Ｏを通るように道具２２を平行移動する。 このとき道Ｊ４２２と原点Ｏとを結ぶ直線のＸ−Ｙ平面
への投影を、線分２３とする。この・線分２３のＹ軸の
負方向となす角をαとし、線分２３と道具２２の軸線２
４となす角をβとし、道具２２の軸線２４まわりの回転
角度合Ｔとする。したがって第６図を参照して説明し友
道共２２の姿勢は、オイラ角（αｉ、βｉ、Ｔｉ）で表
現される。このとき道具２２の姿勢の方向を表わす量（
αｉ、βｉ）ｔ／ｉ、前述した道具２２の方向比（Ｉ！
ｉ、ｍｉ、ｎｉ）から下式のように、第１図の位置・方
向算出装置１９によって算出される。 α１＝ｔａｎ ’−↓）＋９０゜ １１ ・・・（１均 βｉ ＝ −ｊ ａ ｎ ” （ｎｉ）
・・・θ樽前記軸線２４まわりの回転角度Ｔｉは゛、た
とえば切断トーチ、フライスカッタ、ディスク状砥石、
ドリルなどの軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業
においては、任意の値でよい。 第８図は道具２２の位置決め状態を説明する山形鋼１な
どの斜視図である。道具２２の先端を、山形鋼１の表面
４から、＆Ｌｉの延びる方向に沿う厄難りだけ離れ几位
置に位置決めする場合、道具先端の位置は、以下のよう
にして米められる。 まず１ＪｅＬｉと山形鋼１の表面４あるいは１Ｇとの交
点（ｘ ｉＯｓ ｙ ｔ Ｏ＋ ｚ ｔ Ｏ）は、稜の
延びる方向に沿う線すなわち前述し友交線および山形鋼
１０表面４あるいは１０を、それぞれ表わす方程式をと
もに満足する点である。し九がってたとえばクエプ２の
而４（すなわち２＝０ ）に対する道具先端の位置の場
合、交点（ｘｉＯ，ｙｉＯ，ｚｉｏ）はとなる。したが
って道具先端の位置（ｘｉ、ｙｉ。 ｚｉ）は、交点（ｘｉＯ，ｙｉＯｌｚｉＯ）から［Ｌｉ
の延びる方向に沿って山形鋼１の表面４あるいは１０か
らｈだけ離れ次点であり、その座標は、として求めるこ
とができる。 前述したような操作を、予め記憶されている各切断面Ｓ
Ｏ〜８５について順次行なうことにより、ロボットの制
御データ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ、αｉ。 β１１）の組が得られる。こうして求められ几ワーク座
標系Σ１で表現され友道具先端の位置および方向（ｘｉ
、ｙｉ、ｚｉ、αｉ、βｉ）の順序列と、ワーク座標系
Σ１をロボット座標系へ変換する座標変換行列とがロボ
ットへの゛制御データトする。このような操作に工って
、ロボットを実際に幼かすことなくロボットの制御デー
タを作成することができる。前述の実施例では、ロボッ
トが行なう作業を切断作業として説明したけれども、本
発明は、たとえば研磨作業および塗装作業など、切断以
外の加工のために実范することもできる。 また前述の実施例では、道具２２の先端と、山形鋼１の
表面４．１０との距離りに関してｈ＼Ｏの条件で説明し
之けれども、ｈ＝０であってもよい０ 効果 以上のように本発明に従えば、ロボットを直接動作させ
ることなく、ロボットの制御データを作成できる。し念
がって内容が毎回異なる作業において、いわゆる教示ボ
ックスを用いてロボットを毎回作業点まで誘導してロボ
ットの制御データを教示することが不要となり、操作員
による教示労力の軽減を図ることができる。ま九ロボッ
トの制御データ作成の之めに、実際の作業を行なってい
るロボットを一旦停止させる必要がなく、ロボットを含
む加工ラインの稼動率を向上させることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は山形
ｗ４１の斜視図、第３図は各種の切断形状パターンを有
する山形鋼１の展開図、第４図は切断形状パターンをパ
ラメータＰ１〜Ｐ６１用イテ表現する操作を説明する山
形鋼１の斜視図、第５図は山形鋼１を各切断面５１〜Ｓ
４で切断した状態を示す斜視図、第６図は道具２２の方
向を説明する山形鋼１などの斜視図、第７図は道ｉ４：
２２の姿勢をオイラ角で説明するための図、第８図は道
具２２の先端の位置決め操作を説明する几めの山形鋼１
などの斜視図である。 １・・・山形鋼、４．１０・・・面、５．８・・・彼、
６゜７．９．１１・・・交点、１４・・・入力装置、１
５・・・制御データ作成装置、１６・・・座標値算出装
置、１７・・・面方程式算出装置、１８・・・交線方向
比算出装置、１９・・・位置ψ方向算出装置、２２・・
・道具、Ｐ１〜Ｐ６・・・パラメータ、Ｌ１〜Ｌ５・・
・稜、８１〜ｓ４・・・切断面、Σ１・・・ワーク座標
系代理人 弁理士 西教呈一部 第５図
鋼１の斜視図、第３図は各種の切断形状パターンを有す
る山形鋼１の展開図、第４図は切断形状パターンをパラ
メータＰ１〜Ｐ６を用いて表現する操作を説明する山形
鋼１の斜視図、第５図は山形鋼１を各切断面８１〜Ｓ４
で切断した状態を示す斜視図、第６図は道具２２の方向
を説明する山形鋼１などの斜視図、第７図は道具２２の
姿勢をオイラ角で説明するための図、第８図は道具２２
の先端の位置決め操作を説明するための山形鋼１などの
斜視図である。 １・・・山形鋼、４，１０・・・面、５，８・・・凌、
６゜７．９．１１・・・交点、１４・・・入力装置、１
５・・・制御データ作成装置、１６・・・座標値算出装
置、１７−・・面方程式算出装置、１８・・・交線方向
比算出装置、１９・・・位置・方向算出装置、２２・・
・道具、Ｐ１〜Ｐ６・・・パラメータ、Ｌ１〜Ｌ５・・
・稜、８１〜Ｓ４・・・切断面、Σ１・・・ワーク座標
系代理人 弁理士 西教圭一部 第２図 第３図 第５図 手続補正書 昭和６０年 ６月 ５日 特願昭６０−８９６９６ ２、発明の名称 ロボット制御データの作成方法 ３、補正をする者 事°件との関係 出願人 住所 名称 （０９７）川崎重工業株式会社 代表者 ４、代理人 住 所 大阪市西区西本町１丁目１３番３８号 新興産
ビル国装置ＥＸ ０５２５−５９８５ ＩＮＴＡＰＴ
Ｊ国際ＦＡＸ ＧＩＩＩ＆Ｇｎ （０６）５３８−
０２４７６、補正の対象 明細書全文および図面 ７、補正の内容 （１）明細書全文を別紙のとおりに訂正する。 （２）図面の第４図、第５図、第６図、第７図および第
８図を別紙のとおりに訂正する。 以 上 １、発明の名称 ロボット制御データの作成方法 ２、特許請求の範囲 軸線まわりに回転対称な道具音用いる作業に対〆 する多関節ロボットの制御データ作成方法において、 加工形状を、加工順序に従って並ぺ友ワークの被加工面
で表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成
分を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して
、上記方法により表現された各加工形状を加工形状パタ
ーンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定と、パラメー
タへの数値の設定とにより、加工形状を構成する各被加
工面とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被
加工面の交線を算出し、上記交線との作業点に道具を位
置決めするときの道具先端の位置および方向と、その移
動順序とを作成することを特徴とするロボット制御デー
タの作成方法。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、作業内容が毎回異なり、加工形状が一つまた
は複数のパターンに分類できるたとえば切断作業を、軸
線まわりに回転対称な道具を用いて、多関節ロポツ）Ｋ
行なわせる場合の、ロボット制御データの作成方法に関
する。 背景技術 従来、ロボットに対する位置および姿勢に関する制御デ
ータは、操作員が実際の作業環境のもとて教示ボックス
を用いて、作業に必要な各点へロボットのアームを直接
誘導して教示していた。 発明が解決しようとする間ｍ点 このような先行技術において、ロボットの制御データを
作成する場合には、前述し友ようにロボットのアームを
直接誘導して教示する必要゛がある。 したがってロボットの作業内容が毎回異なるとき、作業
内容ごとの制御データの作成の几めに多大の時間を要し
ていた。また制御データの作成中は、ロボット全林＃Ｊ
させて実際の作業を行なわせることができないので、ロ
ボットヲ含む加工ラインの稼動率を低下させてしまうこ
ととなった。ま九作業内容ごとの制御データを前述の方
法であらかじめすべて作成し念としてもその制御データ
を記憶するメモリの容量を大きくする必要があり、膨大
な記憶内容から作業内容に対応する制御データを探し出
すことも大変な作業となる。 し之がって不発Ｆ３Ａは１．ヒ述の問題点を解決し、軸
線まわりに回転対称な道具を用いる作業に対する多関節
ロボットの制御データを作成するｖｃ際し、ロボットを
動作させることなく制御データを作成する方法を提供す
ることを目的とする。 問題点を解決する之めの手段 本発明は、軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業に
対する多関節ロボットの制御データ作成方法において、
加工形状を加工順序に従って並べたワークの被加工面で
表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成分
を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して、
上記方法により表現された各加工形状を加工形状パター
ンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定とパラメータへ
の数値の設定とにより、加工形状を構成する各被加工面
とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被加工
面の交線を算出し、上記交線上の作業点に道具を位置決
めするときの道具先端の位置（ｘ 、ｅ ｙ 、 ｚ
）および方向（α、β〕と、その移動順序とを作成する
ことを特徴とするロボット制御データの作成方法である
。 作用 軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業を行なう多関
節ロボットを準備する。加工形状を加工順序に従って並
べたワークの被加工面で表現し、各被加工面を３点で表
現する。各点の座標の成分を、加工形状を定めるパラメ
ータの関故どして表現する。このようにして表現された
各加工形状を、加工形状パターンと称する。このとき、
加工形状パターンの指定とパラメータへの数値の設定と
により、加工形状を構成する各被加工面とその加工順序
とを算出する。算出された相隣りあう被加工面の交線を
算出し、この交線上の作業点に道具を位置決めするとき
の道具先端の位置および方向とその移動順序とを作成す
る。このようにして多関節ロボットの制御データを、実
際にロボットを動かすことなく作成することができる。 実施例 第１図は本発明の一実施例のロボット制御データの作成
方法を実現する工程のブロック図である。 入力装置１４から、加工形状パターンとパラメータ値が
、制御データ作成装置１５に入力される。 制御データ作成装置１５では、入力され九データに関連
して定められる各被加工面を表現する３点の座標値が座
標値算出装置１６で算出される。この３点が決定する平
面の方程式が、面方程式算出装置１７によって算出され
る。面方程式算出装置１７で算出され九相隣り合う面の
交線の方向比が、交線方向比算出装置１８で算出される
。 こうして算出される方向比などに基づいて、道具の位置
・方向が位置・方向算出装置！１１９によって算出され
る。このようにして算出され比制御データハ、ロボット
制御装置２０に与えられ、ロボットのアームを駆動する
駆動装置２１を動作させる。 第２図は、ワークである山形鋼１の斜視図である。 第３図は、第２図の山形鋼１のクエプ２および７ランジ
３ｔ−展開して山形鋼１の切断形状パターンを示した図
である。＠２図示の山形鋼１に対して、切断作業を行な
う場合、その切断形状は、たとえば第３図ｉｌｌ〜（４
）で示される各切断形状パターンに分類できる。以下の
説明では、第３図（４）の切断形状パターンを例示して
説明する。第３図（４）図示の山形鋼１の切断形状パタ
ーンは切断面Ｓｌ。 Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４で示される。 第４図は第３図（４）で示される切断形状パターンを有
する山形鋼１の斜視図である。山形［１に対してワーク
座標糸Σ１を設定する。切断面Ｓ１はクエプ２の面４に
、Ｓ３，５４ｔ−ｔフランジ３の面１０に直交するもの
とする。ワーク座標系Σ１に従って、切断面Ｓ１〜５４
ｖｃ関連して、パラメータＰｉ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．Ｐ
５およびＰ６をＦ記のように設定する。クエプ２の面４
と切断面Ｓ２との交線の延長線と、クエブ２の稜５との
交点６のＸ座標に関する値をＰｌとする。切断面Ｓ１と
稜５との交点７と、交点６との距離をＰ２とする。 切断面ＳｌとＳ２の交線とクエプ２の面４との交点と、
交点６との距離もＰ２である。ま友切断面Ｓ２とＶｅ８
との交点９のＸ座標に関する値をＰ３とする。切断面Ｓ
３．５４の交線の７ランジ３の面１０との交点１１のＺ
座標に関する値ｉＰ４とす名。切断面Ｓ４がＸ座標軸と
なす角をＰ５とする。９ＪＦＩＳ２がクエプ２の面４と
なす角をＰ６とする。 このようにして設定され之パラメータＰ１〜Ｐ６によっ
て、山形鋼１の具体的な切断形状を指定することができ
る。 第５図は山形鋼１を前述の切断面８１〜Ｓ４で切断した
形状を示す斜視図である。クエプ２の端面１２と、切断
面Ｓ１との交線を抜Ｌ１とする。 ま念力断面ＳＬ、Ｓ２、切断面５２．５３および切断面
Ｓ３，５４間の各交線を、それぞれ稜Ｌ２゜Ｌ３．Ｌ４
とする。まｔフランジ３の端面１３と、切断ＰＳ４との
交線を稜Ｌ５とする。 第６図は各切断面Ｓ ｉ（ｉ＝０．１，２，３゜４．５
）を、それぞれその切断面Ｓｉ上の３点の座標によって
表現する方法を説明する友めの斜視図である。切断面Ｓ
１は、３点Ｐｉ １ （ｘｔ、 ｌ’、 ｙｌ １゜ｚ
ｌ Ｉ ）、 Ｐｌ２（Ｘｌｌ、 ｙ−１１２，Ｚｌ
２ ）、 Ｐｌ３（ｘｔ ８１ｙｒｓ、ｚｉつで表現さ
れる。しｔがって一般に切断面Ｓｉけ、３点Ｐｉｌ（ｘ
ｉ＋＋ ｙｉｔ、 ｚｉｔ ）、 Ｐｌ２（ｘｉｚ、ｙ
ｉｚ、ｚｉｚ）＋ Ｐｌ３（ｘｉｉ、ｙｉｓ＊ ｚｉｉ
）で表現される。ここでｘｉｊ、ｙｉｊ、ｚｉｊ（ｊ＝
ｉ。 ２．３）は、前記パラメータＰ１〜Ｐ６の関数であり、
これらのパラメータＰ１〜Ｐ６の値を入力装置１４から
、制御データ作成装置１５の座標値算出装置１６に入力
することによって得ることがでへる。 前述の切断面Ｓｉは３点Ｐｉｌ、Ｐ、ｉ２．Ｐｉ３を通
る平面であり、その面の方程式はＦ記の第１式のように
表現され、面方程式算出装置１７ｆｃよって算出される
。 この第１式を展開すると、 ａ ｉ −ｘ＋ｂ ｉ −ｙ＋ｃ ｉ −ｚ＝ｄ ｉ
・・−１２）ヲ得ることができる。ここで ａ １＝ｙｉｌ −ｚ ｉｚ＋ｙｉ３・ｚｉ １＋ｙｉ
２− ｚ ；３−ｙｉｓ−ｚ １２−ｙｉ １・ｚ １
３−ｙｉｚ−ｚｉｌ ”−１３） ｂｉ＝−ｘｉ ｌ −ｚｉｚ−ｘｉ ３ ・ｚｉｌ−ｘ
ｉ２ ・ｚ ｉａ＋ｘｉ３・ｚ ｉｚ＋ｘｉｔ ・ｚｉ
：ｉ＋ｘ ｉ ２・Ｚｉｌ・・・（４） ｃ １＝ｘｉｌ−ｙｉｚ＋ｘ １３−ｙｉ １＋ｘ ｉ
２・ｙｌ３−ｘｉ ３・ｙ １ｚ−ｘｉｔ ・ｙ ｉ
３−ｘ ｉ ２・ｙｉｌ・・・（５） ｄｉ＝ｘｉｌ−ｙｌ２ ・ｚｉ３＋ｘ ｉ２・ｙｌ３・
ｚｉｘ＋ｘ ｉ３１ ｙｉｌ −ｚｉｚ−ｘ ｉ３・ｙ
ｌ２−Ｚｉｌ−ｘｉｌ−ｙｌ３・ｘｉ２−Ｘｉ２・ｙｉ
ｌ’Ｚｉ３−’（６１である、このようにして求められ
次相隣りあうＦ記の２つの切断面 ５ｉ−１： ａｉ−ｔ・ｘ＋ｂｉ−ｘ−ｙ＋ｃｉ−ｔ・
ｚ ＝ ｄｉ−１−（７）Ｓｉ ： ａｉ−ｘ＋ｂｉ
−ｙ＋ｃｉ−ｚ ＝ ｄｉ ・−・（８１
の交線Ｌｉは、下式により表現される。 Ｂｉ −ｙ−）Ｃｉ−ｚ ＝ Ｄｉ
−（ｆｌＢｉ−ａｉ−ｘ＋（Ｂｉ−ｃｉ
−Ｃｉ−ｂｉ）・ｚ＝Ｂｉ−ｄｉ−Ｄｉ−ｂｉ ・−
・Ｑｏｌここで Ｂｉ ＝＝＝ ａｉ−ｂｉ−１−ａｉ−ｔ−ｂｉ
・ ｉ用Ｃｉ ＝ ａｉ−ｃ
ｉ−１−ａｉ−１−ｃｉ −ＩＪ’
４Ｄｉ ＝＝ ａｉ−ｄｉ−１−ａｉ−１−ｄｉ
−・・（Ｉｔ）である。 ａｉ＼Ｏである場合、交線すなわち前述した各校Ｌｉの
方向比は、第９式および第１０式に示される各変数の係
数から、 ａｉ となる。４ ｆｔ−ａ ｉ ＝＝ ０の場合も同様にし
て、交線すなわち稜Ｌｉの方向比を求めることができる
。 第１図を参照して、この演算は、面方程式算出装置１７
の算出結果が入力される交線方向比算出装！１８によっ
て実施される。 このとき、各交線上に位置決めされる道具２２の方向け
、山形鋼１の表面に向う必要がある＾したがってクエプ
２の面４における道ＪＡ、２２の姿勢Ｍｌ、Ｍ２．Ｍ３
に関して、方向比のＺ成分が正値になり、７ランジ３の
面１０Ｖｃおける道具２２の姿勢Ｍ４．Ｍ５ｉ’（関し
て、Ｙ成分が正値となるように、方向比の各成分に＋１
または−１を乗じる。このようにして得られ比道具２２
の方向比を（／ｉ、ｍｉ、ｎｉ）とする。 第７図はロボットの制御データとしての道具２２の姿勢
を説明する図である。道具２２の軸線２４がワーク座標
系Σ１の原点Ｏを通るように道具２２を平行移動する。 このとき道Ｊ４２２と原点Ｏとを結ぶ直線のＸ−Ｙ平面
への投影を、線分２３とする。この・線分２３のＹ軸の
負方向となす角をαとし、線分２３と道具２２の軸線２
４となす角をβとし、道具２２の軸線２４まわりの回転
角度合Ｔとする。したがって第６図を参照して説明し友
道共２２の姿勢は、オイラ角（αｉ、βｉ、Ｔｉ）で表
現される。このとき道具２２の姿勢の方向を表わす量（
αｉ、βｉ）ｔ／ｉ、前述した道具２２の方向比（Ｉ！
ｉ、ｍｉ、ｎｉ）から下式のように、第１図の位置・方
向算出装置１９によって算出される。 α１＝ｔａｎ ’−↓）＋９０゜ １１ ・・・（１均 βｉ ＝ −ｊ ａ ｎ ” （ｎｉ）
・・・θ樽前記軸線２４まわりの回転角度Ｔｉは゛、た
とえば切断トーチ、フライスカッタ、ディスク状砥石、
ドリルなどの軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業
においては、任意の値でよい。 第８図は道具２２の位置決め状態を説明する山形鋼１な
どの斜視図である。道具２２の先端を、山形鋼１の表面
４から、＆Ｌｉの延びる方向に沿う厄難りだけ離れ几位
置に位置決めする場合、道具先端の位置は、以下のよう
にして米められる。 まず１ＪｅＬｉと山形鋼１の表面４あるいは１Ｇとの交
点（ｘ ｉＯｓ ｙ ｔ Ｏ＋ ｚ ｔ Ｏ）は、稜の
延びる方向に沿う線すなわち前述し友交線および山形鋼
１０表面４あるいは１０を、それぞれ表わす方程式をと
もに満足する点である。し九がってたとえばクエプ２の
而４（すなわち２＝０ ）に対する道具先端の位置の場
合、交点（ｘｉＯ，ｙｉＯ，ｚｉｏ）はとなる。したが
って道具先端の位置（ｘｉ、ｙｉ。 ｚｉ）は、交点（ｘｉＯ，ｙｉＯｌｚｉＯ）から［Ｌｉ
の延びる方向に沿って山形鋼１の表面４あるいは１０か
らｈだけ離れ次点であり、その座標は、として求めるこ
とができる。 前述したような操作を、予め記憶されている各切断面Ｓ
Ｏ〜８５について順次行なうことにより、ロボットの制
御データ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ、αｉ。 β１１）の組が得られる。こうして求められ几ワーク座
標系Σ１で表現され友道具先端の位置および方向（ｘｉ
、ｙｉ、ｚｉ、αｉ、βｉ）の順序列と、ワーク座標系
Σ１をロボット座標系へ変換する座標変換行列とがロボ
ットへの゛制御データトする。このような操作に工って
、ロボットを実際に幼かすことなくロボットの制御デー
タを作成することができる。前述の実施例では、ロボッ
トが行なう作業を切断作業として説明したけれども、本
発明は、たとえば研磨作業および塗装作業など、切断以
外の加工のために実范することもできる。 また前述の実施例では、道具２２の先端と、山形鋼１の
表面４．１０との距離りに関してｈ＼Ｏの条件で説明し
之けれども、ｈ＝０であってもよい０ 効果 以上のように本発明に従えば、ロボットを直接動作させ
ることなく、ロボットの制御データを作成できる。し念
がって内容が毎回異なる作業において、いわゆる教示ボ
ックスを用いてロボットを毎回作業点まで誘導してロボ
ットの制御データを教示することが不要となり、操作員
による教示労力の軽減を図ることができる。ま九ロボッ
トの制御データ作成の之めに、実際の作業を行なってい
るロボットを一旦停止させる必要がなく、ロボットを含
む加工ラインの稼動率を向上させることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は山形
ｗ４１の斜視図、第３図は各種の切断形状パターンを有
する山形鋼１の展開図、第４図は切断形状パターンをパ
ラメータＰ１〜Ｐ６１用イテ表現する操作を説明する山
形鋼１の斜視図、第５図は山形鋼１を各切断面５１〜Ｓ
４で切断した状態を示す斜視図、第６図は道具２２の方
向を説明する山形鋼１などの斜視図、第７図は道ｉ４：
２２の姿勢をオイラ角で説明するための図、第８図は道
具２２の先端の位置決め操作を説明する几めの山形鋼１
などの斜視図である。 １・・・山形鋼、４．１０・・・面、５．８・・・彼、
６゜７．９．１１・・・交点、１４・・・入力装置、１
５・・・制御データ作成装置、１６・・・座標値算出装
置、１７・・・面方程式算出装置、１８・・・交線方向
比算出装置、１９・・・位置ψ方向算出装置、２２・・
・道具、Ｐ１〜Ｐ６・・・パラメータ、Ｌ１〜Ｌ５・・
・稜、８１〜ｓ４・・・切断面、Σ１・・・ワーク座標
系代理人 弁理士 西教呈一部 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 軸線まわりに回転対称な道具を用いる作業に対する多関
節ロボットの制御データ作成方法において、 加工形状を、加工順序に従つて並べたワークの被加工面
で表現し、各被加工面を３点で表現し、各点の座標の成
分を加工形状を定めるパラメータの関数として表現して
、上記方法により表現された各加工形状を加工形状パタ
ーンと呼ぶとき、加工形状パターンの指定と、パラメー
タへの数値の設定とにより、加工形状を構成する各被加
工面とその加工順序とを算出し、これより相隣りあう被
加工面の交線を算出し、上記交線上の作業点に道具を位
置決めするときの道具先端の位置および方向と、その移
動順序とを作成することを特徴とするロボット制御デー
タの作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089696A JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089696A JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248106A true JPS61248106A (ja) | 1986-11-05 |
| JP2597978B2 JP2597978B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=13977927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60089696A Expired - Fee Related JP2597978B2 (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 切断作業を行うロボツト制御データの作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597978B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990002029A1 (en) * | 1988-08-24 | 1990-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Robot action teaching method and control apparatus therefor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5952304A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接ロボツトのテイ−チングデ−タ作成方法 |
| JPS59178504A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | デ−タ処理装置 |
| JPS6055412A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Fanuc Ltd | Νｃデ−タ作成方法 |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60089696A patent/JP2597978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5952304A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接ロボツトのテイ−チングデ−タ作成方法 |
| JPS59178504A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | デ−タ処理装置 |
| JPS6055412A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Fanuc Ltd | Νｃデ−タ作成方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990002029A1 (en) * | 1988-08-24 | 1990-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Robot action teaching method and control apparatus therefor |
| US5371836A (en) * | 1988-08-24 | 1994-12-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position teaching method and control apparatus for robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2597978B2 (ja) | 1997-04-09 |
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