JPH0659713A - 溶接ロボットの動作軌跡作成装置 - Google Patents
溶接ロボットの動作軌跡作成装置Info
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- JPH0659713A JPH0659713A JP4214985A JP21498592A JPH0659713A JP H0659713 A JPH0659713 A JP H0659713A JP 4214985 A JP4214985 A JP 4214985A JP 21498592 A JP21498592 A JP 21498592A JP H0659713 A JPH0659713 A JP H0659713A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディスプレイ画面上に表示されたワーク図形
の中から抽出された複数の溶接線に対し，ロボットによ
り溶接作業を行うときの動作軌跡を自動的に演算するこ
とのできる溶接ロボットの動作軌跡作成装置を提供す
る。 【構成】 与えられた溶接線に対し，溶接位置を指定す
ることにより，予め記憶させた溶接条件及び演算手法に
基づいて溶接開始点及び溶接終了点と，溶接トーチの接
近点及び退避点と，溶接トーチが移動するときの移動線
とワークとを干渉させないための干渉回避点とが演算さ
れ，演算された溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避
点，干渉回避点が溶接順に接続された動作軌跡が自動的
に作成される。従って，従来の煩雑な動作軌跡作成の作
業が簡略され，熟練を要することなく溶接ロボットの動
作軌跡作成が実施できる。
の中から抽出された複数の溶接線に対し，ロボットによ
り溶接作業を行うときの動作軌跡を自動的に演算するこ
とのできる溶接ロボットの動作軌跡作成装置を提供す
る。 【構成】 与えられた溶接線に対し，溶接位置を指定す
ることにより，予め記憶させた溶接条件及び演算手法に
基づいて溶接開始点及び溶接終了点と，溶接トーチの接
近点及び退避点と，溶接トーチが移動するときの移動線
とワークとを干渉させないための干渉回避点とが演算さ
れ，演算された溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避
点，干渉回避点が溶接順に接続された動作軌跡が自動的
に作成される。従って，従来の煩雑な動作軌跡作成の作
業が簡略され，熟練を要することなく溶接ロボットの動
作軌跡作成が実施できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，コンピュータ記憶装置
に蓄積されたワークの三次元図形データをディスプレイ
画面上に表示して，ロボットに溶接作業の動作軌跡を自
動教示する溶接ロボットの動作軌跡作成装置に関する。
に蓄積されたワークの三次元図形データをディスプレイ
画面上に表示して，ロボットに溶接作業の動作軌跡を自
動教示する溶接ロボットの動作軌跡作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来, コンピュータに入力されたワーク
の図形データをディスプレイ画面上に表示し，ワークを
構成する線分の中から溶接を行う複数の溶接線を選択し
て，各溶接線に対して溶接順に溶接トーチを移動させる
ためのロボットの動作軌跡を作成し，所望の作業動作を
教示する動作軌跡作成装置がロボットの教示に用いられ
ている。
の図形データをディスプレイ画面上に表示し，ワークを
構成する線分の中から溶接を行う複数の溶接線を選択し
て，各溶接線に対して溶接順に溶接トーチを移動させる
ためのロボットの動作軌跡を作成し，所望の作業動作を
教示する動作軌跡作成装置がロボットの教示に用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら, 上記従
来技術によりディスプレイ画面上に表示されるワーク図
形の中から複数の溶接線を抽出して，各溶接線に対する
ロボットの動作軌跡を教示する作業は煩雑で，特に溶接
トーチがワークに干渉しないようにエアカット点を正確
に設定する作業には多大な労力を要する問題点があっ
た。本発明は上記問題点に鑑みて創案されたもので，デ
ィスプレイ画面上に表示されたワーク図形の中の複数の
溶接線に対し，ロボットにより溶接作業を行うときの動
作軌跡を自動的に演算することのできる溶接ロボットの
動作軌跡作成装置を提供することを目的とする。
来技術によりディスプレイ画面上に表示されるワーク図
形の中から複数の溶接線を抽出して，各溶接線に対する
ロボットの動作軌跡を教示する作業は煩雑で，特に溶接
トーチがワークに干渉しないようにエアカット点を正確
に設定する作業には多大な労力を要する問題点があっ
た。本発明は上記問題点に鑑みて創案されたもので，デ
ィスプレイ画面上に表示されたワーク図形の中の複数の
溶接線に対し，ロボットにより溶接作業を行うときの動
作軌跡を自動的に演算することのできる溶接ロボットの
動作軌跡作成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第１の手段は，与えられたワーク図
形を構成する線分中の溶接線を含むロボットの作業軌跡
を教示する溶接ロボットの動作軌跡作成装置において，
与えられた各溶接線データから該溶接線に関する溶接開
始点及び溶接終了点を演算する溶接開始点・終了点演算
手段と，前記溶接開始点及び溶接終了点を基準として接
近点及び退避点を演算する手法を記憶する接近点・退避
点演算手法記憶手段と，各溶接線の退避点から次の溶接
線の接近点への移動線がワークと干渉する場合に，干渉
を回避しうる干渉回避点を演算する手法を記憶する干渉
回避点演算手法記憶手段と，前記溶接開始点・終了点演
算手段により得られた全溶接線に関する溶接開始点及び
溶接終了点のデータを前記接近点・退避点演算手法記憶
手段に記憶された演算手法に適用して全溶接線に関する
接近点データ及び退避点データを演算すると共に，各溶
接線に関する退避点データ及び接近点データを前記干渉
回避点演算手法記憶手段に記憶された演算手法に適用し
て全溶接線に関する干渉回避点データを演算して，全て
の動作軌跡を得る第１の全動作軌跡自動演算手段とを具
備してなることを特徴とする溶接ロボットの動作軌跡作
成装置として構成される。また，本発明が採用する第２
の手段は，与えられたワーク図形を構成する線分中の溶
接線を含むロボットの作業軌跡を教示する溶接ロボット
の動作軌跡作成装置において，与えられた各溶接線デー
タから該溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点を演
算する溶接開始点・終了点演算手段と，各溶接開始点及
び各溶接終了点から予め記憶された溶接トーチの姿勢ベ
クトル方向に所定距離はなれた点を各溶接開始点及び溶
接接近点に対する接近点及び退避点として求める接近点
・退避点演算手段と，各溶接線の退避点と次の溶接線の
接近点とを結ぶ移動線の方程式を求め，該移動線に交錯
するワークの有無をワーク図形データから求めて，前記
移動線がワークと干渉する場合に，ワークと干渉しない
移動線位置を干渉回避点とし求める回避点演算手段と，
前記溶接開始点・終了点演算手段により得られた全溶接
線に関する溶接開始点及び溶接終了点のデータから前記
接近点・退避点演算手段により，全溶接線に関する接近
点データ及び退避点データを演算すると共に，各溶接線
に関する退避点データ及び接近点データから前記干渉回
避点演算手段により，全溶接線に関する干渉回避点デー
タを演算して，全ての動作軌跡を得る第２の全動作軌跡
自動演算手段とを具備してなることを特徴とする溶接ロ
ボットの動作軌跡作成装置として構成される。
に本発明が採用する第１の手段は，与えられたワーク図
形を構成する線分中の溶接線を含むロボットの作業軌跡
を教示する溶接ロボットの動作軌跡作成装置において，
与えられた各溶接線データから該溶接線に関する溶接開
始点及び溶接終了点を演算する溶接開始点・終了点演算
手段と，前記溶接開始点及び溶接終了点を基準として接
近点及び退避点を演算する手法を記憶する接近点・退避
点演算手法記憶手段と，各溶接線の退避点から次の溶接
線の接近点への移動線がワークと干渉する場合に，干渉
を回避しうる干渉回避点を演算する手法を記憶する干渉
回避点演算手法記憶手段と，前記溶接開始点・終了点演
算手段により得られた全溶接線に関する溶接開始点及び
溶接終了点のデータを前記接近点・退避点演算手法記憶
手段に記憶された演算手法に適用して全溶接線に関する
接近点データ及び退避点データを演算すると共に，各溶
接線に関する退避点データ及び接近点データを前記干渉
回避点演算手法記憶手段に記憶された演算手法に適用し
て全溶接線に関する干渉回避点データを演算して，全て
の動作軌跡を得る第１の全動作軌跡自動演算手段とを具
備してなることを特徴とする溶接ロボットの動作軌跡作
成装置として構成される。また，本発明が採用する第２
の手段は，与えられたワーク図形を構成する線分中の溶
接線を含むロボットの作業軌跡を教示する溶接ロボット
の動作軌跡作成装置において，与えられた各溶接線デー
タから該溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点を演
算する溶接開始点・終了点演算手段と，各溶接開始点及
び各溶接終了点から予め記憶された溶接トーチの姿勢ベ
クトル方向に所定距離はなれた点を各溶接開始点及び溶
接接近点に対する接近点及び退避点として求める接近点
・退避点演算手段と，各溶接線の退避点と次の溶接線の
接近点とを結ぶ移動線の方程式を求め，該移動線に交錯
するワークの有無をワーク図形データから求めて，前記
移動線がワークと干渉する場合に，ワークと干渉しない
移動線位置を干渉回避点とし求める回避点演算手段と，
前記溶接開始点・終了点演算手段により得られた全溶接
線に関する溶接開始点及び溶接終了点のデータから前記
接近点・退避点演算手段により，全溶接線に関する接近
点データ及び退避点データを演算すると共に，各溶接線
に関する退避点データ及び接近点データから前記干渉回
避点演算手段により，全溶接線に関する干渉回避点デー
タを演算して，全ての動作軌跡を得る第２の全動作軌跡
自動演算手段とを具備してなることを特徴とする溶接ロ
ボットの動作軌跡作成装置として構成される。
【０００５】
【作用】本発明の第１の手段によれば，与えられた各溶
接線に対して，まず，該溶接線上の溶接位置を特定する
ための溶接開始点及び溶接終了点が溶接開始点・終了点
演算手段により演算される。次に，演算された各溶接線
の溶接開始点及び溶接終了点に対する溶接トーチの接近
点及び退避点の演算と，各溶接線の退避点から次の溶接
線の接近点への溶接トーチを移動させるときの干渉回避
点とが，第１の全動作軌跡自動演算手段により演算され
記憶される。前記接近点及び退避点の演算は，予め設定
した演算条件に基づく方向と距離とを算出するための演
算手法を記憶する接近点・退避点演算手法記憶手段に記
憶された演算手法が適用される。また，前記干渉回避点
の演算は，各溶接線の退避点から次の溶接線の接近点へ
溶接トーチを移動させるとき，この移動線がワークと干
渉する場合に，干渉を回避するための干渉回避点を演算
する手法を記憶するための干渉回避点演算手法記憶手段
に記憶された演算手法が適用される。また，本発明の第
２の手段は前記第１の手段を具体化した態様で把握さ
れ，与えられた各溶接線データから溶接開始点・終了点
演算手段により，溶接開始点及び溶接終了点が演算され
る。次いで，各溶接開始点に対して溶接トーチを接近さ
せるときの接近点と，各溶接終了点から溶接トーチを退
避させるときの退避点とが，予め記憶された溶接トーチ
の姿勢ベクトル方向に所定距離となる位置が演算され
る。次に，各溶接線の前記退避点から次の溶接線の接近
点に溶接トーチを移動させるとき，この移動線上にワー
クが干渉しないかを判断する。まず，前記移動線の方程
式を求め，この移動線座標に交錯するワークの有無をワ
ーク図形データから求める。移動線に干渉するワークが
有った場合には，ワークと干渉しない位置に移動線を移
すための干渉回避点が演算される。上記のようにして演
算された溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避点，干
渉回避点とを全溶接線について溶接順に結ぶことによ
り，ロボットによる動作軌跡が自動的に作成される。
接線に対して，まず，該溶接線上の溶接位置を特定する
ための溶接開始点及び溶接終了点が溶接開始点・終了点
演算手段により演算される。次に，演算された各溶接線
の溶接開始点及び溶接終了点に対する溶接トーチの接近
点及び退避点の演算と，各溶接線の退避点から次の溶接
線の接近点への溶接トーチを移動させるときの干渉回避
点とが，第１の全動作軌跡自動演算手段により演算され
記憶される。前記接近点及び退避点の演算は，予め設定
した演算条件に基づく方向と距離とを算出するための演
算手法を記憶する接近点・退避点演算手法記憶手段に記
憶された演算手法が適用される。また，前記干渉回避点
の演算は，各溶接線の退避点から次の溶接線の接近点へ
溶接トーチを移動させるとき，この移動線がワークと干
渉する場合に，干渉を回避するための干渉回避点を演算
する手法を記憶するための干渉回避点演算手法記憶手段
に記憶された演算手法が適用される。また，本発明の第
２の手段は前記第１の手段を具体化した態様で把握さ
れ，与えられた各溶接線データから溶接開始点・終了点
演算手段により，溶接開始点及び溶接終了点が演算され
る。次いで，各溶接開始点に対して溶接トーチを接近さ
せるときの接近点と，各溶接終了点から溶接トーチを退
避させるときの退避点とが，予め記憶された溶接トーチ
の姿勢ベクトル方向に所定距離となる位置が演算され
る。次に，各溶接線の前記退避点から次の溶接線の接近
点に溶接トーチを移動させるとき，この移動線上にワー
クが干渉しないかを判断する。まず，前記移動線の方程
式を求め，この移動線座標に交錯するワークの有無をワ
ーク図形データから求める。移動線に干渉するワークが
有った場合には，ワークと干渉しない位置に移動線を移
すための干渉回避点が演算される。上記のようにして演
算された溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避点，干
渉回避点とを全溶接線について溶接順に結ぶことによ
り，ロボットによる動作軌跡が自動的に作成される。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明の一実施例に係る溶接ロボットの動作軌跡作成
装置を含むロボット動作教示装置の構成を示すブロック
図，図２〜図８は実施例に係る動作軌跡作成の手順を示
す説明図，図９は実施例に係るロボット動作教示装置の
構成図である。図１に示す動作軌跡作成装置１は，図９
に示すような構成になるロボット動作教示装置２に適用
される。即ち, ロボット動作教示装置２はコンピュータ
本体４と，キーボード６及びマウス７による入力装置
と，ディスプレイ５とにより主構成されており，作成さ
れた動作教示データはオフラインでロボット制御盤８に
入力されて，ロボット９を動作教示データに基づいて動
作させ，ワーク３に対して所定の溶接作業が実行され
る。上記ロボット動作教示装置２には，図１に示すワー
クモデルデータ，作業条件データ，ロボットモデルデー
タが外部入力される記憶装置（不図示）が設けられてい
る。これらの各データに基づき動作軌跡作成装置１によ
りロボット９の動作軌跡が作成される。以下に動作軌跡
作成装置１による動作軌跡作成の手順を説明する。本実
施例になる動作軌跡作成装置１は，ワーク３を構成する
複数のパーツＰ1 〜Ｐ4 に対する溶接線の抽出を含む動
作軌跡作成を実行できるものとして構成されている。図
２はベースとなるベースパーツＰ1 にパーツＰ2 ，
Ｐ3 ，Ｐ4 を溶接する場合のワークモデルを示してい
る。尚，図１の動作軌跡作成装置１内に示すフローの数
字（１）〜（９）と，以下の説明番号は一致する。 （１）図２に示すワーク図形が表示されたディスプレイ
上において，まず，溶接作業のベースとなるパーツを指
定する。ここでは，パーツＰ1 をベースパーツとしてグ
ラフィックカーソルで指定する。 （２）上記指定操作により，指定されたベースパーツＰ
1 の全ての面と接触するパーツの有無が調べられる。接
触の有無は，例えば, ベース面Ｐ11とパーツＰ2の一つ
の面Ｐ21とが接しているか否かが下記の演算により調べ
られる。
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明の一実施例に係る溶接ロボットの動作軌跡作成
装置を含むロボット動作教示装置の構成を示すブロック
図，図２〜図８は実施例に係る動作軌跡作成の手順を示
す説明図，図９は実施例に係るロボット動作教示装置の
構成図である。図１に示す動作軌跡作成装置１は，図９
に示すような構成になるロボット動作教示装置２に適用
される。即ち, ロボット動作教示装置２はコンピュータ
本体４と，キーボード６及びマウス７による入力装置
と，ディスプレイ５とにより主構成されており，作成さ
れた動作教示データはオフラインでロボット制御盤８に
入力されて，ロボット９を動作教示データに基づいて動
作させ，ワーク３に対して所定の溶接作業が実行され
る。上記ロボット動作教示装置２には，図１に示すワー
クモデルデータ，作業条件データ，ロボットモデルデー
タが外部入力される記憶装置（不図示）が設けられてい
る。これらの各データに基づき動作軌跡作成装置１によ
りロボット９の動作軌跡が作成される。以下に動作軌跡
作成装置１による動作軌跡作成の手順を説明する。本実
施例になる動作軌跡作成装置１は，ワーク３を構成する
複数のパーツＰ1 〜Ｐ4 に対する溶接線の抽出を含む動
作軌跡作成を実行できるものとして構成されている。図
２はベースとなるベースパーツＰ1 にパーツＰ2 ，
Ｐ3 ，Ｐ4 を溶接する場合のワークモデルを示してい
る。尚，図１の動作軌跡作成装置１内に示すフローの数
字（１）〜（９）と，以下の説明番号は一致する。 （１）図２に示すワーク図形が表示されたディスプレイ
上において，まず，溶接作業のベースとなるパーツを指
定する。ここでは，パーツＰ1 をベースパーツとしてグ
ラフィックカーソルで指定する。 （２）上記指定操作により，指定されたベースパーツＰ
1 の全ての面と接触するパーツの有無が調べられる。接
触の有無は，例えば, ベース面Ｐ11とパーツＰ2の一つ
の面Ｐ21とが接しているか否かが下記の演算により調べ
られる。
【０００７】まず，ベース面Ｐ11の頂点から３点を選ぶ
ことにより，ベース面Ｐ11の方程式が演算される。 ＡＸ＋ＢＹ＋ＣＺ＋Ｄ＝０ 次いで，パーツ面Ｐ21の各頂点座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚ
ｉ）とベース面Ｐ11との距離Ｄｉが演算される。 Ｄｉ＝｜ＡＸｉ＋ＢＹｉ＋ＣＺｉ＋Ｄ｜／√（Ａ2 ＋Ｂ
2 ＋Ｃ2 ） 上式から全Ｄｉ＜ΔＤであれば，ベース面Ｐ11とパーツ
面Ｐ21は接しているとみなされる。ここで，ΔＤは０ま
たは０に近い小さな定数である。上記演算により，パー
ツ面Ｐ21を囲む稜線Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24が溶接線の
候補線分として抽出される。こうしてワーク図形を構成
する多数の線分の中から，溶接線の候補線分が自動的に
抽出される（図３）。 （３）続いて，抽出された稜線Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24
が他の稜線と識別可能なように, 異なる色や太さで表示
される。上記（１）（２）（３）と同様の処理をベース
面Ｐ11と各パーツ面Ｐ31，Ｐ41についても行うことによ
り，図３に示すように各パーツＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 のベー
ス面Ｐ11と接する稜線が抽出され，溶接候補線Ｌ21〜Ｌ
24，Ｌ31〜Ｌ34，Ｌ41〜Ｌ44として表示される。 （４）抽出された線分の中から，溶接を行う線分のみを
溶接を行う順番にグラフィックカーソルで溶接線Ｗi と
して選択する。 （５）選択された溶接線Ｗi は，識別可能なように表示
される。図４に溶接候補線Ｌ21，Ｌ23，Ｌ31，Ｌ41を溶
接線Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ，Ｗ4 として指定し，識別表示さ
れた例を示す。 （６）次に，以上のようにして選択された各溶接線Ｗi
に対して溶接開始点及び溶接終了点を設定する。各溶接
線Ｗi の両端点を溶接開始点及び溶接終了点とする場合
には，各溶接線Ｗi の各端点の位置座標が溶接開始点位
置データＷis及び溶接終了点位置データＷieとして自動
的に記憶される。各溶接線Ｗi に対する溶接開始点及び
溶接終了点の位置を溶接線Ｗi の端点以外の位置に設定
する場合には，その演算手法を予め記憶しておき，この
手法（算出式）に従って演算することにより，溶接開始
点と溶接終了点とが演算され，前記と同様に溶接開始点
位置データＷis及び溶接終了点位置データＷieが自動的
に記憶される。
ことにより，ベース面Ｐ11の方程式が演算される。 ＡＸ＋ＢＹ＋ＣＺ＋Ｄ＝０ 次いで，パーツ面Ｐ21の各頂点座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚ
ｉ）とベース面Ｐ11との距離Ｄｉが演算される。 Ｄｉ＝｜ＡＸｉ＋ＢＹｉ＋ＣＺｉ＋Ｄ｜／√（Ａ2 ＋Ｂ
2 ＋Ｃ2 ） 上式から全Ｄｉ＜ΔＤであれば，ベース面Ｐ11とパーツ
面Ｐ21は接しているとみなされる。ここで，ΔＤは０ま
たは０に近い小さな定数である。上記演算により，パー
ツ面Ｐ21を囲む稜線Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24が溶接線の
候補線分として抽出される。こうしてワーク図形を構成
する多数の線分の中から，溶接線の候補線分が自動的に
抽出される（図３）。 （３）続いて，抽出された稜線Ｌ21，Ｌ22，Ｌ23，Ｌ24
が他の稜線と識別可能なように, 異なる色や太さで表示
される。上記（１）（２）（３）と同様の処理をベース
面Ｐ11と各パーツ面Ｐ31，Ｐ41についても行うことによ
り，図３に示すように各パーツＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 のベー
ス面Ｐ11と接する稜線が抽出され，溶接候補線Ｌ21〜Ｌ
24，Ｌ31〜Ｌ34，Ｌ41〜Ｌ44として表示される。 （４）抽出された線分の中から，溶接を行う線分のみを
溶接を行う順番にグラフィックカーソルで溶接線Ｗi と
して選択する。 （５）選択された溶接線Ｗi は，識別可能なように表示
される。図４に溶接候補線Ｌ21，Ｌ23，Ｌ31，Ｌ41を溶
接線Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ，Ｗ4 として指定し，識別表示さ
れた例を示す。 （６）次に，以上のようにして選択された各溶接線Ｗi
に対して溶接開始点及び溶接終了点を設定する。各溶接
線Ｗi の両端点を溶接開始点及び溶接終了点とする場合
には，各溶接線Ｗi の各端点の位置座標が溶接開始点位
置データＷis及び溶接終了点位置データＷieとして自動
的に記憶される。各溶接線Ｗi に対する溶接開始点及び
溶接終了点の位置を溶接線Ｗi の端点以外の位置に設定
する場合には，その演算手法を予め記憶しておき，この
手法（算出式）に従って演算することにより，溶接開始
点と溶接終了点とが演算され，前記と同様に溶接開始点
位置データＷis及び溶接終了点位置データＷieが自動的
に記憶される。
【０００８】上記のようにして各溶接線Ｗ1 〜Ｗ4 毎に
演算された溶接開始点位置データＷ is及び溶接終了点位
置データＷieが記憶されるとき，表１に示すような予め
設定しておいた各溶接開始点及び各溶接終了点における
溶接トーチの姿勢角度，溶接条件等が同時に記憶され
る。トーチ姿勢角度α，βは図５に示すように, 溶接線
Ｗi に対してベース面Ｐ11から角度α, さらに角度αの
姿勢を保つ溶接線Ｗi とトーチとを含む平面上で角度β
として定義される。
演算された溶接開始点位置データＷ is及び溶接終了点位
置データＷieが記憶されるとき，表１に示すような予め
設定しておいた各溶接開始点及び各溶接終了点における
溶接トーチの姿勢角度，溶接条件等が同時に記憶され
る。トーチ姿勢角度α，βは図５に示すように, 溶接線
Ｗi に対してベース面Ｐ11から角度α, さらに角度αの
姿勢を保つ溶接線Ｗi とトーチとを含む平面上で角度β
として定義される。
【表１】 （７）溶接開始点と溶接終了点との近傍に設ける溶接ト
ーチの接近点及び退避点の設定は，予め記憶されている
接近点・退避点演算手法に基づき演算される。
ーチの接近点及び退避点の設定は，予め記憶されている
接近点・退避点演算手法に基づき演算される。
【０００９】即ち，図６に示すように溶接開始点Ｗis及
び溶接終了点Ｗieから，先に設定されたトーチ姿勢ベク
トル方向に下記演算式により接近，退避オフセット量Δ
Ｔ離れた位置として演算される。 接近点Ｃis＝Ｗis−ＴΔＴ 退避点Ｃie＝Ｗie−ＴΔＴ ここで，Ｔはトーチ姿勢角度α，β及び溶接線ベクトル
から求まるトーチ姿勢単位ベクトルである。 （８）各溶接線に対して設定された退避点から，次の溶
接線の接近点への溶接トーチの移動軌跡は，その移動軌
跡中に溶接トーチがワークと干渉しないエアカット軌跡
として，予め干渉回避点演算手法記憶手段に記憶された
演算手法に基づき，下記のように演算される。図７に示
すように，溶接線Ｗ1 の退避点Ｃieから溶接線Ｗ2 の接
近点Ｃ(i+1)sへの移動を例にとって示すと，まず，退避
点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとを結ぶ直線Ｌの方程式（ａ）
と， Ｘ−Ｘi ／１＝Ｙ−Ｙi ／ｍ＝Ｚ−Ｚi ／ｎ──（ａ） パーツ平面の方程式（ｂ）とから ＡＸ＋ＢＹ＋ＣＺ＋Ｄ＝０──（ｂ） 退避点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとを結ぶ直線Ｌと交わるパ
ーツ平面Ｐjkを見つけ，交差するパーツ平面Ｐjkの最大
の高さＺm を図形データから求め，パーツ平面Ｐjkと干
渉しないエアカット軌跡の高さＺh を次式（ｃ）で演算
する。 Ｚh ＝Ｚm ＋ΔＺ──（ｃ） （ΔＺ：定数） 次に, 退避点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとの間に，上記
（ｃ）式で求めたエアカット軌跡の高さＺh により干渉
回避点Ａj 及びＡj+1 が下記のように演算される。 Ｃie＝（Ｘi ，Ｙi ，Ｚi ）とすると， Ａj ＝（Ｘi ，Ｙi ，Ｚh ） Ｃ(i+1)s＝（Ｘi+1 ，Ｙi+1 ，Ｚi+1 ）とすると， Ａj+1 ＝（Ｘi+1 ，Ｙi+1 ，Ｚh ） 従って，干渉回避点Ａj 及びＡj+1 が演算されると，ト
ーチ先端軌跡をＣie，Ａj ，Ａj+1 ，Ｃ(i+1)sと結ん
で，ワーク３と干渉しないエアカット軌跡が設定され
る。ＣieとＣ(i+1)Sとを結ぶ直線と交わるパーツ平面が
ない場合は，ＣieとＣ(i+1)sとを直接結ぶ経路となる。
び溶接終了点Ｗieから，先に設定されたトーチ姿勢ベク
トル方向に下記演算式により接近，退避オフセット量Δ
Ｔ離れた位置として演算される。 接近点Ｃis＝Ｗis−ＴΔＴ 退避点Ｃie＝Ｗie−ＴΔＴ ここで，Ｔはトーチ姿勢角度α，β及び溶接線ベクトル
から求まるトーチ姿勢単位ベクトルである。 （８）各溶接線に対して設定された退避点から，次の溶
接線の接近点への溶接トーチの移動軌跡は，その移動軌
跡中に溶接トーチがワークと干渉しないエアカット軌跡
として，予め干渉回避点演算手法記憶手段に記憶された
演算手法に基づき，下記のように演算される。図７に示
すように，溶接線Ｗ1 の退避点Ｃieから溶接線Ｗ2 の接
近点Ｃ(i+1)sへの移動を例にとって示すと，まず，退避
点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとを結ぶ直線Ｌの方程式（ａ）
と， Ｘ−Ｘi ／１＝Ｙ−Ｙi ／ｍ＝Ｚ−Ｚi ／ｎ──（ａ） パーツ平面の方程式（ｂ）とから ＡＸ＋ＢＹ＋ＣＺ＋Ｄ＝０──（ｂ） 退避点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとを結ぶ直線Ｌと交わるパ
ーツ平面Ｐjkを見つけ，交差するパーツ平面Ｐjkの最大
の高さＺm を図形データから求め，パーツ平面Ｐjkと干
渉しないエアカット軌跡の高さＺh を次式（ｃ）で演算
する。 Ｚh ＝Ｚm ＋ΔＺ──（ｃ） （ΔＺ：定数） 次に, 退避点Ｃieと接近点Ｃ(i+1)sとの間に，上記
（ｃ）式で求めたエアカット軌跡の高さＺh により干渉
回避点Ａj 及びＡj+1 が下記のように演算される。 Ｃie＝（Ｘi ，Ｙi ，Ｚi ）とすると， Ａj ＝（Ｘi ，Ｙi ，Ｚh ） Ｃ(i+1)s＝（Ｘi+1 ，Ｙi+1 ，Ｚi+1 ）とすると， Ａj+1 ＝（Ｘi+1 ，Ｙi+1 ，Ｚh ） 従って，干渉回避点Ａj 及びＡj+1 が演算されると，ト
ーチ先端軌跡をＣie，Ａj ，Ａj+1 ，Ｃ(i+1)sと結ん
で，ワーク３と干渉しないエアカット軌跡が設定され
る。ＣieとＣ(i+1)Sとを結ぶ直線と交わるパーツ平面が
ない場合は，ＣieとＣ(i+1)sとを直接結ぶ経路となる。
【００１０】上記演算を溶接線Ｗ1 からＷ4 について行
い, ワークモデルに対する溶接作業のエアカット軌跡が
設定される。 （９）上記（６）〜（８）に示した動作軌跡の演算で得
られた全溶接線に対する全ての溶接開始点，溶接終了
点，接近点，退避点，干渉回避点を溶接線の順に結んで
得られた全動作軌跡は，図８に示すロボット動作軌跡デ
ータとしてディスプレイ画面上に表示される。また，こ
の動作軌跡データは，溶接条件などと一緒に作業教示デ
ータとして表２に示すような形式で記憶装置に記憶され
る。
い, ワークモデルに対する溶接作業のエアカット軌跡が
設定される。 （９）上記（６）〜（８）に示した動作軌跡の演算で得
られた全溶接線に対する全ての溶接開始点，溶接終了
点，接近点，退避点，干渉回避点を溶接線の順に結んで
得られた全動作軌跡は，図８に示すロボット動作軌跡デ
ータとしてディスプレイ画面上に表示される。また，こ
の動作軌跡データは，溶接条件などと一緒に作業教示デ
ータとして表２に示すような形式で記憶装置に記憶され
る。
【表２】 上記のように作成された作業教示データは，ロボット動
作シュミレーションにより確認され，ロボットの動作デ
ータに変換されて，通信またはフロッピーディスク等で
ロボット制御盤に入力される。上の説明では（１）〜
（５）の処理で抽出された溶接線についての動作軌跡の
作成について述べたが，これは一例であって，溶接線の
与え方はマウス等を用いて逐一与えるような方法であっ
てもよい。
作シュミレーションにより確認され，ロボットの動作デ
ータに変換されて，通信またはフロッピーディスク等で
ロボット制御盤に入力される。上の説明では（１）〜
（５）の処理で抽出された溶接線についての動作軌跡の
作成について述べたが，これは一例であって，溶接線の
与え方はマウス等を用いて逐一与えるような方法であっ
てもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，与え
られた溶接線に対し，溶接位置を指定することにより，
予め記憶させた溶接条件及び演算手法に基づいて溶接開
始点及び溶接終了点と，溶接トーチの接近点及び退避点
と，溶接トーチが移動するときの移動線とワークとを干
渉させないための干渉回避点とが演算され，演算された
溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避点，干渉回避点
が溶接順に接続された動作軌跡が自動的に作成される。
従って，従来の煩雑な動作軌跡作成の作業が簡略され，
熟練を要することなく溶接ロボットの動作軌跡作成が実
施できる効果を奏する。
られた溶接線に対し，溶接位置を指定することにより，
予め記憶させた溶接条件及び演算手法に基づいて溶接開
始点及び溶接終了点と，溶接トーチの接近点及び退避点
と，溶接トーチが移動するときの移動線とワークとを干
渉させないための干渉回避点とが演算され，演算された
溶接開始点，溶接終了点，接近点，退避点，干渉回避点
が溶接順に接続された動作軌跡が自動的に作成される。
従って，従来の煩雑な動作軌跡作成の作業が簡略され，
熟練を要することなく溶接ロボットの動作軌跡作成が実
施できる効果を奏する。
【図１】 本発明の実施例に係る溶接ロボットの動作軌
跡作成装置を含むロボット動作教示装置の構成を示すブ
ロック図。
跡作成装置を含むロボット動作教示装置の構成を示すブ
ロック図。
【図２】 実施例に係るワークモデルのディスプレイ画
面上の表示図。
面上の表示図。
【図３】 溶接候補線分の抽出表示図。
【図４】 溶接線の抽出表示図。
【図５】 トーチの姿勢角度の設定を示す説明図。
【図６】 トーチの接近点，退避点の設定を示す説明
図。
図。
【図７】 干渉回避点の設定を示す説明図。
【図８】 溶接線と干渉回避点との設定を示す表示図。
【図９】 実施例に係るロボットの動作教示装置の構成
図。
図。
１──動作軌跡作成装置 ２──動作教示装置 ３──ワーク ５──ディスプレイ Ｗ1 〜Ｗ4 ──溶接線 Ｗ1s〜Ｗ4s──溶接開始点 Ｗ1e〜Ｗ4e──溶接終了点 Ｃ1s〜Ｃ4s──接近点 Ｃ1e〜Ｃ4e──退避点 Ａ1 〜Ａ4 ──干渉回避点
Claims (2)
- 【請求項１】 与えられたワーク図形を構成する線分中
の溶接線を含むロボットの作業軌跡を教示する溶接ロボ
ットの動作軌跡作成装置において，与えられた各溶接線
データから該溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点
を演算する溶接開始点・終了点演算手段と，前記溶接開
始点及び溶接終了点を基準として接近点及び退避点を演
算する手法を記憶する接近点・退避点演算手法記憶手段
と，各溶接線の退避点から次の溶接線の接近点への移動
線がワークと干渉する場合に，干渉を回避し得る干渉回
避点を演算する手法を記憶する干渉回避点演算手法記憶
手段と，前記溶接開始点・終了点演算手段により得られ
た全溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点のデータ
を前記接近点・退避点演算手法記憶手段に記憶された演
算手法に適用して全溶接線に関する接近点データ及び退
避点データを演算すると共に，各溶接線に関する退避点
データ及び接近点データを前記干渉回避点演算手法記憶
手段に記憶された演算手法に適用して全溶接線に関する
干渉回避点データを演算して，全ての動作軌跡を得る第
１の全動作軌跡自動演算手段とを具備してなることを特
徴とする溶接ロボットの動作軌跡作成装置。 - 【請求項２】 与えられたワーク図形を構成する線分中
の溶接線を含むロボットの作業軌跡を教示する溶接ロボ
ットの動作軌跡作成装置において，与えられた各溶接線
データから該溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点
を演算する溶接開始点・終了点演算手段と，各溶接開始
点及び各溶接終了点から予め記憶された溶接トーチの姿
勢ベクトル方向に所定距離はなれた点を各溶接開始点及
び各溶接終了点に対する接近点及び退避点として求める
接近点・退避点演算手段と，各溶接線の退避点と次の溶
接線の接近点とを結ぶ移動線の方程式を求め，該移動線
に交錯するワークの有無をワーク図形データから求め
て，前記移動線がワークと干渉する場合に，ワークと干
渉しない移動線位置を干渉回避点として求める干渉回避
点演算手段と，前記溶接開始点・終了点演算手段により
得られた全溶接線に関する溶接開始点及び溶接終了点の
データから前記接近点・退避点演算手法記憶手段により
全溶接線に関する接近点データ及び退避点データを演算
すると共に，各溶接線に関する退避点データ及び接近点
データから前記干渉回避点演算手段により全溶接線に関
する干渉回避点データを演算して，全ての動作軌跡を得
る第２の全動作軌跡自動演算手段とを具備してなること
を特徴とする溶接ロボットの動作軌跡作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21498592A JP3190737B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 溶接ロボットの動作軌跡作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21498592A JP3190737B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 溶接ロボットの動作軌跡作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659713A true JPH0659713A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3190737B2 JP3190737B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=16664799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21498592A Expired - Lifetime JP3190737B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 溶接ロボットの動作軌跡作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190737B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010093018A1 (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接線選定方法 |
| JP2012024867A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Scsk Corp | 溶接ロボットのティーチング装置およびティーチング方法 |
| KR102446118B1 (ko) * | 2021-10-22 | 2022-09-21 | 이기만 | 로봇과 3d 데이터를 이용한 금형의 육성용접 방법 및 육성용접 시스템 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013099815A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Fanuc Ltd | ロボットプログラミング装置 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21498592A patent/JP3190737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010093018A1 (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接線選定方法 |
| JP2010184278A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Kobe Steel Ltd | 溶接線選定方法 |
| US8779324B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-07-15 | Kobe Steel, Ltd. | Welding-line selecting method |
| JP2012024867A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Scsk Corp | 溶接ロボットのティーチング装置およびティーチング方法 |
| KR102446118B1 (ko) * | 2021-10-22 | 2022-09-21 | 이기만 | 로봇과 3d 데이터를 이용한 금형의 육성용접 방법 및 육성용접 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3190737B2 (ja) | 2001-07-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
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