JP2008130022A - Industrial robot control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業用ロボット制御装置に関するものである。 The present invention relates to an industrial robot control apparatus.
ロボットを使用した肉盛溶接作業では、安定した精度の高い溶接品質を得るため、ポジショナーや外部位置決め軸でワークを動かし、下向き溶接になるよう教示することができる(特許文献1)。 In build-up welding work using a robot, in order to obtain stable and highly accurate welding quality, it is possible to teach that the workpiece is moved by a positioner or an external positioning shaft to perform downward welding (Patent Document 1).
又、ロボットを使用した肉盛溶接作業は面をなぞるようにトーチを動かす溶接であるため、面全体を肉盛するプログラムは多数の位置を教示する必要がある。そのため効率のよい教示方法として、面の一部を肉盛溶接するプログラムを教示して、それをもとに面全体に拡張する手法が使われてきた。例えば、円周肉盛溶接の場合、半径がピッチ分違う複数の円周溶接プログラムが作成されて、これらのプログラムが連続的に実行されることにより溶接が行われている(特許文献2)。
ところで、従来の肉盛溶接作業のプログラム教示では、肉盛溶接を螺旋状に行う場合、1つの作業パターンを拡大・縮小したり、或いはシフトして複数のパターンを作り、それを組み合わせて全体として螺旋状にして作業するような手法が用いられている。この方法では各パターンのつなぎが必要となって、同つなぎ部分で溶接ビードが均一の厚さでなくなる。たとえば半径がピッチ分違う複数の円周溶接プログラムを作成し、それらを連続的に実行する円周溶接の場合、各円周溶接の溶接開始/終了点でビードをつなぐ必要から溶接区間をラップさせる必要が有り、ラップ部分とその周囲のビードに凹凸ができてしまう。そのため後工程で、それらの凹凸を無くし均一にするための加工作業が必要となる。 By the way, in the conventional teaching of overlay welding work, when overlay welding is performed in a spiral shape, one work pattern is enlarged / reduced or shifted to create a plurality of patterns, which are combined to form a whole. A technique of working in a spiral shape is used. In this method, it is necessary to connect the patterns, and the weld bead does not have a uniform thickness at the connecting portion. For example, in the case of circumferential welding that creates multiple circumferential welding programs with different radii by different pitches and executes them continuously, wrap the weld section because it is necessary to connect beads at the welding start / end points of each circumferential welding. There is a need, and the lap part and the surrounding bead will be uneven. For this reason, in the subsequent process, a processing operation is required to eliminate these irregularities and make them uniform.
又、汎用の産業用ロボットを使用して、連続的にワークの表面に対し螺旋状に塗布を行う場合も、肉盛溶接と同様に1つの作業パターンを拡大・縮小したり、或いはシフトして複数のパターンを作り、それを組み合わせて全体として螺旋状にして作業するような手法が用いられる。このため、螺旋状にして塗布を行う場合も同様につなぎ部分が必要となり、このため、つなぎ部分での塗装膜の膜厚が厚くなり、つなぎ部分以外との塗装膜の厚みが不均一になる問題がある。 Also, when a general-purpose industrial robot is used to continuously apply a spiral to the workpiece surface, one work pattern can be enlarged, reduced, or shifted in the same manner as overlay welding. A technique is used in which a plurality of patterns are created and combined to work as a whole. For this reason, when the coating is performed in a spiral shape, a connecting portion is required in the same manner. For this reason, the thickness of the coating film at the connecting portion increases, and the thickness of the coating film other than at the connecting portion becomes non-uniform. There's a problem.
本発明の目的は、ワークの側面やロール面に対して肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことにより、ワークの側面やロール面に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる産業用ロボット制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to perform uniform processing on a side surface or a roll surface of a workpiece by performing processing such as overlay welding on a side surface or a roll surface of a workpiece in a single spiral shape like a single stroke. Another object of the present invention is to provide an industrial robot control apparatus that can perform simple processing and can easily teach a program for executing the work.
上記問題点を解決するために、請求項1の発明は、ワークを回転するワーク回転手段と、前記ワークに対して作業を実施する作業手段を有するマニピュレータとを制御して協調作業を行わしめる産業用ロボット制御装置において、前記ワーク回転手段と前記マニピュレータを動かして前記作業手段の螺旋動作区間を教示するとともに、螺旋命令のパラメータを教示する教示手段と、前記螺旋動作区間及び前記パラメータを記憶する記憶手段と、前記パラメータに基づき補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成する演算手段とを備えた産業用ロボット制御装置を要旨とするものである。
In order to solve the above-described problems, the invention of
請求項2の発明は、請求項1において、前記螺旋命令のパラメータが、作業手段の移動速度及び螺旋ピッチを含むことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2において、前記ワークは、螺旋動作区間において、径が一定のロール面を有し、前記演算手段が、前記ロール面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする。
The invention of
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the workpiece has a roll surface having a constant diameter in the spiral operation section, and the calculation unit generates a spiral locus with respect to the roll surface. A helical trajectory of the working means in a spiral motion section is generated by performing an interpolation calculation based on the diameter and the parameter.
請求項4の発明は、請求項2において、前記ワークは、螺旋動作区間において、ロール面が円錐面に形成され、前記演算手段が、前記ロール面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記螺旋動作区間における開始点と終了点における各径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the workpiece according to the second aspect of the present invention is configured such that the roll surface is formed in a conical surface in the spiral operation section, and the calculation unit generates a spiral locus with respect to the roll surface. A helical trajectory of the working means in the spiral motion section is generated by performing interpolation calculation based on the diameters at the start point and end point in the spiral motion section and the parameters.
請求項5の発明は、請求項2において、前記ワークは、前記ワーク回転手段の回転中心軸に直交するとともに螺旋動作区間において平面を有する端面を有し、前記演算手段が、前記端面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記螺旋動作区間における開始点と終了点におけるいずれかの径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect, the work has an end face that is orthogonal to a rotation center axis of the work rotating means and has a flat surface in a spiral operation section, and the computing means is arranged with respect to the end face. Generating a spiral trajectory of the working means in the spiral motion section by performing an interpolation operation based on either the diameter at the start point or the end point in the spiral motion section and the parameter so as to generate a spiral trajectory And
請求項1の発明によれば、ワークの側面やロール面に対して肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークの側面やロール面に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。又、本発明は、教示が簡単なことから、作業準備時間の大幅な短縮を図ることができる。
According to invention of
請求項2の発明によれば、作業手段の移動速度及び螺旋ピッチに基づいて補間演算することにより螺旋動作区間における作業手段の螺旋軌跡の生成を容易に行うことができる。
請求項3の発明によれば、螺旋動作区間において、径が一定のロール面を有するワークに対して、肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークのロール面に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily generate the spiral trajectory of the working means in the spiral motion section by performing the interpolation calculation based on the moving speed and the helical pitch of the working means.
According to the invention of claim 3, when processing such as build-up welding is performed on a workpiece having a roll surface having a constant diameter in the spiral operation section, the processing is performed in a single spiral shape like a single stroke. As a result, uniform processing can be performed on the roll surface of the work, and a program for executing the work can be easily taught.
請求項4の発明によれば、螺旋動作区間において、ロール面が円錐面に形成されているワークに対して、肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークのロール面に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。 According to the invention of claim 4, when processing such as build-up welding is performed on a work whose roll surface is formed into a conical surface in the spiral operation section, it is in a single spiral shape like a single stroke. Processing can be performed, and as a result, uniform processing can be performed on the roll surface of the workpiece, and a program for executing the operation can be easily taught.
請求項5の発明によれば、ワーク回転手段の回転中心軸に直交するとともに螺旋動作区間において平面を有する端面を備えたワークに対して、肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、ワークの側面(すなわち、端面)に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。 According to the invention of claim 5, when processing such as build-up welding is performed on a workpiece having an end surface that is orthogonal to the rotation center axis of the workpiece rotating means and has a flat surface in the spiral operation section, Thus, the processing can be performed in a single spiral shape, uniform processing can be performed on the side surface (that is, the end surface) of the workpiece, and a program for executing the operation can be easily taught.
(第1実施形態)
以下、本発明の産業用ロボット制御装置を、肉盛溶接を行うロボット制御装置30に具体化した第1実施形態を図1〜8を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the industrial robot control device of the present invention is embodied in a
図1は本実施形態で用いる産業用ロボットの制御システムを示す。産業用ロボットの制御システムには、マニピュレータ10、ポジショナ20、前記マニピュレータ10とポジショナ20とを制御するロボット制御装置30、及び溶接電圧を出力して溶接電流を通電する溶接電源装置40が設けられている。
FIG. 1 shows an industrial robot control system used in this embodiment. The industrial robot control system is provided with a
マニピュレータ10は複数のアームを備えて、各アームを連結する関節を介して駆動される。本実施形態のマニピュレータ10は6自由度を有するが、6自由度に限定されるものではなく6自由度以外の複数の自由度を有していてもよい。マニピュレータ10の先端アームの先端には作業手段(すなわち、ツール)としてのトーチ11が取付けられ、トーチ11を用いてワークW(被溶接物)に対してアーク溶接(溶接)が行われる。本実施形態のポジショナ20は、円筒状のワークWをポジショナ20の設置面と平行に、すなわち水平に支持して回転駆動可能とされるとともに水平に配置される旋回軸(図示しない)を有する。なお、前記旋回軸は図示しないサーボモータにて駆動される。そして、ポジショナ20は、マニピュレータ10のトーチ11と対向し、ワークWを回転させて当該ワークをトーチ11による溶接に適する状態とする。
The
前記ロボット制御装置30は、図2に示すように、本ロボット制御装置30の制御中枢となるCPU(中央演算装置)31、マニピュレータ10の作業や動作を規定する教示プログラムの各バッファとして機能するRAM32、各種制御プログラムが格納されるROM33を備えている。さらに、ロボット制御装置30は、マニピュレータ10及びポジショナ20に対して手動制御によって教示された教示プログラムが格納されるメモリ等からなる補助記憶装置35、及び、手動制御時に使用し、TP36が接続されるティーチングペンダントI/F(インターフェース)34を備えている。又、前記TP36は、マニピュレータ10を手動制御するときにオペレータによって操作され、所定の操作情報が表示される表示装置36aと所定のデータの入力に用いるキーボード36bとを備えている。このTP36は、マニピュレータ10に前記教示プログラムを教示する教示手段として用いる。又、補助記憶装置35は、螺旋動作区間を含む教示データ、螺旋命令の各種パラメータ及び教示プログラムを記憶する記憶手段に相当する。
As shown in FIG. 2, the
さらに、ロボット制御装置30は、サーボドライバI/F38を備えている。又、サーボドライバI/F38には、マニピュレータ10の各関節を駆動する前記した複数のサーボドライバ(サーボ機構)38aが接続されている。そして、サーボドライバ38aには、各サーボドライバ38aによって制御可能な状態で、前記関節に設けられたサーボモータ13a〜13fが接続されている。又、TP36によりマニピュレータ10とポジショナ20の動作が可能となっている。
Further, the
以上説明したCPU31、RAM32、ROM33、ティーチングペンダントI/F34、補助記憶装置35、TP36、及びサーボドライバI/F38は、バス(BUS)39を介して相互に接続されている。
The
さて、上記のように構成された産業用ロボットの制御システムの作用を説明する。図3は、プログラム編集のためのフローチャートである。
まず、S10では、オペレータはTP36のキーボード36bを使用して、螺旋肉盛動作のために、マニピュレータ10及びポジショナ20の手動運転を行って、開始点Ps,終了点Peの教示データ及び溶接条件を入力する(図5参照)。ここで、溶接条件は、溶接速度(すなわち、TCPの移動速度V)、螺旋ピッチPi、螺旋の回転方向、溶接電流、溶接電圧等がある。
Now, the operation of the industrial robot control system configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart for program editing.
First, in S10, the operator manually operates the
S12において、CPU31は、S10で入力された教示データや溶接条件を螺旋肉盛のための教示プログラムに編集して補助記憶装置35に格納し、このプログラム編集処理を終了する。
In S12, the
ここで、前記格納された教示プログラムにおいて、肉盛動作の命令は、Spiralという名前で表わされる。そして、本実施形態の教示プログラムは、開始点Psから終了点Peの螺旋動作区間が同径を有する円柱状のワークWのロール面Wrに対して、螺旋状に肉盛溶接を行うためのものである。ここで、第1実施形態での螺旋動作区間は、ロール面Wrにおいて開始点Psと終了点Peの間の範囲である。 Here, in the stored teaching program, the command for overlaying is represented by the name Spiral. The teaching program of the present embodiment is for performing overlay welding in a spiral manner on the roll surface Wr of the cylindrical workpiece W having the same diameter in the spiral operation section from the start point Ps to the end point Pe. It is. Here, the spiral operation section in the first embodiment is a range between the start point Ps and the end point Pe on the roll surface Wr.
Spiral命令(すなわち、螺旋命令)は、例えば、下記のように記述される。
Spiral Vel Pb pi Dir
なお、VelはTCPの移動速度(溶接速度)、Pbは目標点(終了点)のトーチ11の位置姿勢(すなわち、終了点Pe)である。又、Piは螺旋ピッチ(mm)を表わす(図5参照)。又、Dirは螺旋の回転方向を示し、+が右ねじ方向であり、−が左ねじ方向である。
The spiral instruction (that is, the spiral instruction) is described as follows, for example.
Spiral Vel Pb pi Dir
Note that Vel is the moving speed (welding speed) of TCP, and Pb is the position and orientation of the
そして、Spiral命令は、開始点(Spiral命令の直前に教示された位置)から目標位置(終了点)まで指定ピッチでポジショナ20の回転軸を螺旋中心軸として指定の回転方向にTCP軌跡が螺旋動作する命令である。なお、螺旋ピッチPiは溶接条件で決まるビード幅を基に指定される。ここでは、螺旋ピッチPiは、ワークWのロール面Wrを均一にビードで覆う肉盛加工が可能となる量で設定されるが、この値に限定されるものではない。又、Spiral命令でトーチ11が開始点Psから終了点Peに移動する間、ロールは、(Pe−Ps間距離)/(螺旋ピッチPi)を整数化した回数分(すなわち、商の分)少なくとも回ることを意味する。
In the spiral command, the TCP trajectory spirals in the specified rotation direction with the rotation axis of the
ここで、前記TCPの移動速度V(溶接速度)、及び螺旋ピッチPiは螺旋命令のパラメータに相当する。
次に、産業用ロボットの制御システムにおける肉盛(螺旋)動作(プログラム再生)について説明する。図4は、教示プログラムが読み出されてロボット制御装置30のCPU31にて実行される教示プログラム再生のフローチャートである。
Here, the moving speed V (welding speed) of the TCP and the helical pitch Pi correspond to parameters of the helical command.
Next, the build-up (spiral) operation (program reproduction) in the industrial robot control system will be described. FIG. 4 is a flowchart of the teaching program reproduction that is read out by the
オペレータが、Spiral命令の含まれた教示プログラムを、TP36により指定して起動信号を入力すると、S20においてロボット制御装置30のCPU31はその教示プログラムを補助記憶装置35から読出す。続いて、CPU31はS22において、教示プログラムのSpiral命令(命令セット)を解釈する、そして、S24〜S30において、記録された命令を逐次実行する。
When the operator designates the teaching program including the Spiral instruction by
S24では、CPU31はSpiral命令を読み出し時、Spiral命令のパラメータをもとにトーチ11が螺旋軌跡を描くよう演算する。ここで、S24における螺旋軌跡の算出は下記のようにして行われる。
In S24, when the
螺旋中心軸の情報(螺旋中心軸の方向余弦、螺旋中心位置)はポジショナ20の旋回軸(すなわち、回転中心軸)である。ここで、ポジショナ20の旋回軸(回転中心軸)をワーク座標のZ軸とすると、ワーク座標で前記方向余弦は(0,0,1)、螺旋中心位置は(0,0,0)となる(図5参照)。
The information on the spiral center axis (the direction cosine of the spiral center axis, the spiral center position) is the turning axis (that is, the rotation center axis) of the
従って、螺旋軌跡上の補間点位置(姿勢)は以下の通り算出される。
図6(b)に示すように補間点Pn-1、Pn間の距離(△S)は、
△S=V・△t
ただし、△t:補間ピッチ(sec) V:移動速度(溶接速度)
である。
Therefore, the interpolation point position (posture) on the spiral locus is calculated as follows.
As shown in FIG. 6B, the distance (ΔS) between the interpolation points Pn−1 and Pn is
△ S = V ・ △ t
Where Δt: interpolation pitch (sec) V: movement speed (welding speed)
It is.
1補間あたりの螺旋中心軸周りの回転角度を△θとすると、補間点間の軸方向並進距離△Hnは
△Hn=Pi・△θ/(2π)=κ・△θ ……(1)
ただし、κ=Pi/(2π)である。
Assuming that the rotation angle around the spiral central axis per interpolation is Δθ, the axial translation distance ΔHn between the interpolation points is ΔHn = Pi · Δθ / (2π) = κ · Δθ (1)
However, κ = Pi / (2π).
又、円弧方向の移動距離△Lnは、ワークWのロール面Wrの半径をRsとすると(図6(a)参照)、
△Ln=Rs・△θ ……(2)
となる。ここで、△Ln及び△θは微少量なので曲面(ロール面Wr)の曲率は無視してもよいため、
△S2=△Hn2+△Ln2 ……(3)
となる。
Further, the moving distance ΔLn in the arc direction is Rs when the radius of the roll surface Wr of the work W is Rs (see FIG. 6A).
ΔLn = Rs · Δθ (2)
It becomes. Here, since ΔLn and Δθ are very small, the curvature of the curved surface (roll surface Wr) may be ignored.
ΔS 2 = ΔHn 2 + ΔLn 2 (3)
It becomes.
補間点Pnの位置は、螺旋の方程式から
Xn=Rs・cos(θn) ……(4)
Yn=Rs・sin(θn) ……(5)
Zn=θn・κ ……(6)
で求める。
The position of the interpolation point Pn is calculated from the spiral equation: Xn = Rs · cos (θn) (4)
Yn = Rs · sin (θn) (5)
Zn = θn · κ (6)
Ask for.
ここで、上記式(4)〜(6)中のθnについては、下記のようにして求める。
式(1),式(2)を式(3)に代入して△θを求めると
△θ=△S/√(κ2+Rs2)となる。
Here, θn in the above formulas (4) to (6) is obtained as follows.
Substituting Equations (1) and (2) into Equation (3) to obtain Δθ yields Δθ = ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 ).
従って、θnは、
θ1==△S/√(κ2+Rs2) ……(7)
θ2=θ1+△S/√(κ2+Rs2) ……(8)
θ3=θ2+△S/√(κ2+Rs2) ……(9)
………
θn=θn-1+△S/√(κ2+Rs2)
=n・△S/√(κ2+Rs2) ……(10)
なお、補間点Pnのトーチ姿勢は、開始点/終了点の床面に対するトーチ姿勢をθの進捗割合に応じて均等補間するものとする。なお、下向きのトーチ姿勢が教示されれば、トーチ11はその姿勢を保ち螺旋軌跡を描くことになる。
Therefore, θn is
θ1 == ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 ) (7)
θ2 = θ1 + ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 ) (8)
θ3 = θ2 + ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 ) (9)
………
θn = θn−1 + ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 )
= N · ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 ) (10)
It is assumed that the torch posture of the interpolation point Pn is equally interpolated between the start point / end point and the torch posture with respect to the floor according to the progress rate of θ. If a downward torch posture is taught, the
このようにして、S24ではトーチ11のワーク座標での各補間点が決まる。すなわち、CPU31にて螺旋軌跡の算出が行われる。
S26ではCPU31は目標点(すなわち、終了点)での処理を行う。すなわち、CPU31は、螺旋動作の開始点Psと終了点Pe間の距離Lが螺旋ピッチPiの整数倍に一致しない場合(すなわち、距離Lを螺旋ピッチPiで割って余りが出る場合)、端数部分(余りの部分)は円周上を目標点まで進むように設定する。
In this way, each interpolation point at the work coordinates of the
In S26, the
本実施形態では、終了点Pe(目標点)に達する以前に、補間算出において、Znが終了点PeのZ軸座標を越える場合には、そのZnの値を終了点PeのZ軸座標と同じ値に固定し、以後は、Xn,Ynのみの補間算出を行う。図7には、Pmにおいて終了点(目標点)と同じZ軸座標に達した以後は、これ以降はこのPmと終了点(目標点)を通過する円周上を移動するようにした例が示されている。 In this embodiment, if the Zn exceeds the Z-axis coordinate of the end point Pe in the interpolation calculation before reaching the end point Pe (target point), the value of Zn is the same as the Z-axis coordinate of the end point Pe. After that, the interpolation calculation of only Xn and Yn is performed. FIG. 7 shows an example in which, after reaching the same Z-axis coordinate as the end point (target point) at Pm, the robot moves on the circumference passing through Pm and the end point (target point). It is shown.
これらS24、及びS26で算出された開始点Psから終了点Peまでの補間点からなる螺旋軌跡は、RAM32に一旦格納される。
S28では、CPU31は、ワーク座標でのトーチ11とポジショナ20の補間点ごとの各位置姿勢を逆変換し、マニピュレータ10とポジショナ20の各軸値を求める。なお、各軸値とは、マニピュレータ10の関節の駆動軸(図示しない)や、マニピュレータ10のポジショナ20の旋回軸(すなわち、回転中心軸)の位置(角度)のことである。
The spiral trajectory composed of the interpolation points from the start point Ps to the end point Pe calculated in S24 and S26 is temporarily stored in the
In S <b> 28, the
S30では、CPU31は、S28で算出された各軸値に基づいて、各軸の補間ごとの動作量を求め、マニピュレータ10とポジショナ20のサーボモータ13a〜13f等に指令出力を行う。又、CPU31は、溶接条件を溶接電源装置40の指令値に変換し、溶接電源装置40にその指令値を出力する。
In S30, the
溶接電源装置40では、前記指令値に基づいて、教示プログラムに教示されている開始点から終了点まで、前記溶接条件に応じたワイヤー送給が行われるとともに溶接電流、溶接電圧を出力する。
Based on the command value, the welding
又、マニピュレータ10とポジショナ20のサーボモータ13a〜13f等に対して連続して前記各軸値に基づいて出力された動作量に応じた指令が与えられることにより、トーチ11はワークWのロール面Wrにマニピュレータとポジショナ20の動きとあわせ一筆書きのビードを、すなわち螺旋軌跡を描く。このことにより、ワークWのロール面Wrを均一に覆うビードで肉盛加工が行われる。図8は、ワークWのロール面Wrに対してビードで螺旋軌跡が描かれた状態を示している。なお、説明の便宜上、図8では、螺旋軌跡を明示するために、ビードBで均一に覆う状態では示していない。
In addition, the
さて、第1実施形態によれば、以下のような特徴がある。
(1) 第1実施形態のTP36は、教示手段として、ポジショナ20(ワーク回転手段)とマニピュレータ10を動かしてトーチ11(作業手段)のワークWのロール面Wrに対する螺旋動作区間を教示するとともに、螺旋命令のパラメータを教示するようにした。そして、ロボット制御装置30の補助記憶装置35は、記憶手段として前記螺旋動作区間及び前記パラメータを記憶するようにした。又、ロボット制御装置30のCPU31は、演算手段として前記パラメータに基づき補間演算して螺旋動作区間におけるトーチ11(作業手段)の螺旋軌跡を生成するようにした。この結果、ワークWのロール面Wrに対して肉盛溶接の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークWのロール面Wrに均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。又、本実施形態によれば、教示が簡単なことから、作業準備時間の大幅な短縮を図ることができる。
Now, according to the first embodiment, there are the following features.
(1) The
(2) 第1実施形態では、螺旋命令のパラメータが、トーチ11(作業手段)の移動速度V(溶接速度)及び螺旋ピッチPiを含むようにしている。
この結果、螺旋動作区間におけるトーチ11の螺旋軌跡の生成を容易に行うことができる。
(2) In the first embodiment, the parameters of the spiral command include the moving speed V (welding speed) of the torch 11 (working means) and the spiral pitch Pi.
As a result, it is possible to easily generate the spiral trajectory of the
(3) 第1実施形態では、ワークWは、螺旋動作区間において、径(Rs)が一定のロール面Wrを有するようにした。そして、ロボット制御装置30のCPU31は、ロール面Wrに対して螺旋軌跡を生成するように、径(Rs)、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間におけるトーチ11(作業手段)の螺旋軌跡を生成するようにした。この結果、本実施形態では、螺旋動作区間において、径(Rs)が一定のロール面Wrを有するワークWに対して、肉盛溶接を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークWのロール面Wrに均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。
(3) In the first embodiment, the workpiece W has a roll surface Wr having a constant diameter (Rs) in the spiral motion section. Then, the
(第2実施形態)
次に第2実施形態を図9〜11、及び図3、図4を参照して説明する。なお、第2実施形態では第1実施形態と異なる構成、及び作用を中心にして説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11 and FIGS. Note that the second embodiment will be described focusing on the configuration and operation different from the first embodiment.
第2実施形態では、ポジショナ20A以外のロボット制御装置30、TP36及び溶接電源装置40のハード構成は第1実施形態と同じであり、ポジショナの構成が異なっている。すなわち、図10に示すように、第2実施形態のポジショナ20Aの旋回軸(すなわち、回転中心軸)は、ポジショナ20Aの水平な設置面に対して垂直に配置されるとともに円柱状のワークWの中心軸が前記旋回軸と一致して配置されている。又、第2実施形態では、ワークWの平面を有する端面に対して、螺旋軌跡として渦巻き状の軌跡のビードを描くようにしているところが第1実施形態と異なっている。
In the second embodiment, the hardware configurations of the
そして、第1実施形態で説明した、図3のフローチャート中、S10の手動運転と教示プログラム編集では、下記のように行われる。
まず、S10では、オペレータはTP36のキーボード36bを使用して、螺旋肉盛動作のために、マニピュレータ10及びポジショナ20Aの手動運転を行って、開始点Ps,終了点Peの教示データ及び溶接条件を入力する(図10参照)。ここで、溶接条件は、溶接速度(すなわち、TCPの移動速度)、螺旋ピッチPi、螺旋の回転方向、溶接電流、溶接電圧等がある。
In the flowchart of FIG. 3 described in the first embodiment, the manual operation and the teaching program editing in S10 are performed as follows.
First, in S10, the operator manually operates the
そして、S12において、CPU31は、S10で入力された教示データや溶接条件を螺旋肉盛のための教示プログラムに編集して補助記憶装置35に格納し、このプログラム編集処理を終了する。
In S12, the
ここで、前記格納された教示プログラムにおいて、肉盛動作の命令は、Spiralという名前で表わされる。そして、本実施形態の教示プログラムは、開始点Psから終了点Peの螺旋動作区間が円柱状のワークWの平面を有する端面Wtに対して、渦巻き状に肉盛溶接を行うためのものである。同端面Wtは、ポジショナ20Aの旋回軸(回転中心軸)に直交する平面である。
Here, in the stored teaching program, the command for overlaying is represented by the name Spiral. The teaching program according to the present embodiment is for performing overlay welding in a spiral shape on the end surface Wt in which the spiral operation section from the start point Ps to the end point Pe has a plane of the cylindrical workpiece W. . The end face Wt is a plane orthogonal to the turning axis (rotation center axis) of the
Spiral命令(すなわち、螺旋命令)は、例えば、下記のように記述される。
Spiral Vel Pb pi Dir
なお、VelはTCPの移動速度(溶接速度)、Pbは目標点(終了点)のトーチ11の位置姿勢(すなわち、終了点Pe)である。又、Piは螺旋ピッチ(mm)を表わす(図5参照)。又、Dirは螺旋の回転方向を示し、+が右ねじ方向であり、−が左ねじ方向である。
The spiral instruction (that is, the spiral instruction) is described as follows, for example.
Spiral Vel Pb pi Dir
Note that Vel is the moving speed (welding speed) of TCP, and Pb is the position and orientation of the
そして、Spiral命令は、開始点Ps(Spiral命令の直前に教示された位置)から目標位置(終了点Pe)まで指定ピッチでポジショナ20Aの回転軸を螺旋中心軸として指定の回転方向にTCP軌跡が螺旋動作する命令である。なお、螺旋ピッチPiは溶接条件で決まるビード幅を基に指定される。ここでは、螺旋ピッチPiは、ワークWの端面Wtを均一にビードで覆う肉盛加工が可能となる量で設定されるが、この値に限定されるものではない。又、Spiral命令でトーチ11が開始点Psから終了点Peに移動する間、ロールは(Pb−Pa間距離/螺旋ピッチPi)を整数化した回数分回ることを意味する。
The Spiral command has a TCP trajectory in a specified rotation direction at a specified pitch from the start point Ps (position taught immediately before the Spiral command) to the target position (end point Pe) with the rotation axis of the
第2実施形態においても、TCPの移動速度V(溶接速度)、及び螺旋ピッチPiは螺旋命令のパラメータに相当する。
なお、以下の教示例では外周側から内側に螺旋(渦巻き)を描くが、開始点Psを内周側、終了点Peを外周側にすることにより内側から外周側に螺旋を描いてもよい。
Also in the second embodiment, the TCP moving speed V (welding speed) and the helical pitch Pi correspond to the parameters of the helical command.
In the following teaching example, a spiral (vortex) is drawn from the outer peripheral side to the inner side, but a spiral may be drawn from the inner side to the outer peripheral side by setting the start point Ps to the inner peripheral side and the end point Pe to the outer peripheral side.
ここで、第2実施形態での螺旋動作区間とは、開始点Psの半径Rsと終了点Peの半径Reの円形で囲まれる範囲である。
第2実施形態では、図4のフローチャートのうち、S26の処理が省略されるとともに、S24の処理が異なっている。第2実施形態のS24の処理について説明する。
Here, the spiral motion section in the second embodiment is a range surrounded by a circle having a radius Rs of the start point Ps and a radius Re of the end point Pe.
In the second embodiment, the process of S26 is omitted and the process of S24 is different in the flowchart of FIG. The process of S24 of 2nd Embodiment is demonstrated.
すなわち、端面Wt上の螺旋(渦巻き)の再生では螺旋の軌跡の算出を以下のようにCPU31は行う。
第2実施形態では、ワーク座標のZ値は変化せず、その代わりに、円周半径が図11に示すように開始点Psの半径Rsから終了点Peの半径Reまで変化する。このため、補間点Pnの位置は、螺旋の方程式から
Xn=Rn・cos(θn) ……(11)
Yn=Rn・sin(θn) ……(12)
Zn=Zs ……(13)
で求める。なお、Zsは、開始点Ps及び終了点PeのZ座標の値である。
That is, in reproducing the spiral (vortex) on the end face Wt, the
In the second embodiment, the Z value of the workpiece coordinates does not change, and instead, the circumferential radius changes from the radius Rs of the start point Ps to the radius Re of the end point Pe as shown in FIG. For this reason, the position of the interpolation point Pn is determined from the spiral equation: Xn = Rn · cos (θn) (11)
Yn = Rn · sin (θn) (12)
Zn = Zs (13)
Ask for. Zs is the value of the Z coordinate of the start point Ps and the end point Pe.
ここで、上記式(11)〜(13)中のθnについては、下記のようにして求める。
θnは、
θ1=△S/Rs ……(14)
なお、△S=V・△t である。
Here, θn in the above formulas (11) to (13) is obtained as follows.
θn is
θ1 = ΔS / Rs (14)
Note that ΔS = V · Δt.
θ2=θ1+ΔS/R1 ……(15)
θ3=θ2+ΔS/R2 ……(16)
…………
θn=θn-1+△S/Rn-1 ……(17)
となる。
θ2 = θ1 + ΔS / R1 (15)
θ3 = θ2 + ΔS / R2 (16)
…………
θn = θn-1 + ΔS / Rn-1 (17)
It becomes.
Rnは、1周でピッチ(Pi)分縮まるため、
Rn=Rs−Pi・θn/(2π) ……(18)
となる。
Since Rn is reduced by the pitch (Pi) in one round,
Rn = Rs−Pi · θn / (2π) (18)
It becomes.
なお、開始点Psを内周側、終了点Peを外周側にすることにより内側から外周側に螺旋を描く場合には、
θ1=△S/Reとし、
Rn=Rs+Pi・θn/(2π)とすればよい。
When a spiral is drawn from the inner side to the outer peripheral side by setting the start point Ps to the inner peripheral side and the end point Pe to the outer peripheral side,
θ1 = ΔS / Re,
Rn = Rs + Pi · θn / (2π) may be set.
又、補間点のトーチ位置(姿勢)は、開始点姿勢/終了点姿勢をθの進捗割合に応じて均等補間するものとする。
さて、第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)及び(2)と同様の作用効果を奏するとともに以下のような特徴がある。
In addition, the torch position (posture) of the interpolation point is obtained by equally interpolating the start point posture / end point posture according to the progress rate of θ.
Now, according to 2nd Embodiment, while there exists an effect similar to (1) and (2) of 1st Embodiment, there exist the following characteristics.
○ 第2実施形態では、ワークWは、ポジショナ20A(ワーク回転手段)の旋回軸(回転中心軸)に直交するとともに螺旋動作区間において平面を有する端面Wtを有する。そして、ロボット制御装置30のCPU31は、演算手段として、ワークWの端面Wtに対して螺旋軌跡(渦巻き状の軌跡)を生成するように、螺旋動作区間における開始点Psの半径又は終了点Peの半径、及び移動速度V、螺旋ピッチPi(パラメータ)に基づいて補間演算して螺旋動作区間におけるトーチ11の螺旋軌跡を生成する(図9参照)。
In the second embodiment, the work W has an end face Wt that is orthogonal to the turning axis (rotation center axis) of the
この結果、第2実施形態では、ポジショナ20Aの回転中心軸に直交するとともに螺旋動作区間において平面を有する端面Wtを備えたワークWに対して、肉盛溶接を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができる。そして、第2実施形態では、ワークWの側面(すなわち、端面)に均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。
As a result, in the second embodiment, when overlay welding is performed on a workpiece W having an end face Wt that is orthogonal to the rotation center axis of the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図12及び図13、並び図3、図4を参照して説明する。第3実施形態は、第1実施形態の変形例であり、ロール径が変化することによりロール面Wrが円錐面を有するワークWの同ロール面Wrに対してビードBが螺旋軌跡を描くものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13, and FIGS. 3 and 4. The third embodiment is a modification of the first embodiment, in which the bead B draws a spiral trajectory with respect to the roll surface Wr of the workpiece W having a conical surface as the roll surface Wr changes as the roll diameter changes. is there.
そして、第3実施形態では第1実施形態と同様に図3で示されるプログラム編集のためのフローチャートが実行される。
又、第3実施形態では、図4で示されるフローチャートが実行されるに当たり、第1実施形態とはS24の処理が異なり、他のステップは第1実施形態と同様に行われる。
In the third embodiment, the flowchart for program editing shown in FIG. 3 is executed as in the first embodiment.
In the third embodiment, when the flowchart shown in FIG. 4 is executed, the process of S24 is different from that of the first embodiment, and other steps are performed in the same manner as in the first embodiment.
ここで、第3実施形態のS24の螺旋軌跡の算出処理について説明する。
図12(a)に示すように、螺旋中心軸の情報(螺旋中心軸の方向余弦、螺旋中心位置)はポジショナ20の旋回軸(すなわち、回転中心軸)である。ここで、ポジショナ20の旋回軸(回転中心軸)をワーク座標のZ軸とすると、ワーク座標で前記方向余弦は(0,0,1)、螺旋中心位置は(0,0,0)となる(図5参照)。
Here, the calculation process of the spiral locus in S24 of the third embodiment will be described.
As shown in FIG. 12A, the information on the spiral center axis (the direction cosine of the spiral center axis, the spiral center position) is the turning axis (that is, the rotation center axis) of the
従って、螺旋軌跡上の補間点位置(姿勢)は以下の通り算出される。
図6(b)に示すように、補間点Pn-1、Pn間の距離(△S)は、
△S=V・△t.
ただし、△t:補間ピッチ(sec) V:移動速度(溶接速度)
となる。
Therefore, the interpolation point position (posture) on the spiral locus is calculated as follows.
As shown in FIG. 6B, the distance (ΔS) between the interpolation points Pn−1 and Pn is
ΔS = V · Δt.
Δt: interpolation pitch (sec) V: movement speed (welding speed)
It becomes.
ここで、1補間あたりの螺旋中心軸周りの回転角度を△θとすると、補間点間の軸方向並進距離△Hnは、
△Hn=Pi・cosφ・△θ/(2π)
=κ・△θ ……(19)
ただし、κ=Pi・cosφ/(2π) ……(20)
φ=arctan(|α|) ……(21)
α=(Re−Rs)/L ……(22)
となる(図12(a)、図12(b)参照)。
Here, assuming that the rotation angle around the spiral central axis per interpolation is Δθ, the axial translation distance ΔHn between the interpolation points is
ΔHn = Pi · cosφ · Δθ / (2π)
= Κ ・ △ θ (19)
However, κ = Pi · cosφ / (2π) (20)
φ = arctan (| α |) (21)
α = (Re−Rs) / L (22)
(See FIGS. 12 (a) and 12 (b)).
又、円弧方向の移動距離△Lnは
△Ln=Rn・△θ ……(23)
となる。
Further, the moving distance ΔLn in the arc direction is ΔLn = Rn · Δθ (23)
It becomes.
ここで△Ln及び△θは微少量なので曲面(ロール面Wr)の曲率は無視してもよいため、
△S2=△Hn2+△Ln2 ……(24)
が成り立つ。
Here, since ΔLn and Δθ are very small, the curvature of the curved surface (roll surface Wr) may be ignored.
ΔS 2 = ΔHn 2 + ΔLn 2 (24)
Holds.
補間点Pnの位置は、螺旋の方程式から
Xn=Rn・cos(θn) ……(25)
Yn=Rn・sin(θn) ……(26)
Zn=θn・κ ……(27)
で求める。
The position of the interpolation point Pn is calculated from the spiral equation: Xn = Rn · cos (θn) (25)
Yn = Rn · sin (θn) (26)
Zn = θn · κ (27)
Ask for.
ただし、
Rn=Rs+Zn・α …(28)
である。
However,
Rn = Rs + Zn · α (28)
It is.
ここで、上記式(25)〜(27)中のθnについては、下記のようにして求める。
式(19)、式(23)、式(27)、式(28)を式(24)に代入して△θを求めると
△θ=△S/sqrt(κ2+(Rs+α・κ・θn)2) ……(29)
となる。
Here, θn in the above formulas (25) to (27) is obtained as follows.
Substituting Equation (19), Equation (23), Equation (27), and Equation (28) into Equation (24) to obtain Δθ, Δθ = ΔS / sqrt (κ2 + (Rs + α · κ · θn) 2 ) (29)
It becomes.
従って、開始点Psでの回転角度を0とすると各補間点での回転角度θnは、
θ0=0
θ1=θ0+△S/√(κ2+Rs2)
θ2=θ1+△S/√(κ2+(Rs+α・κ・θ1)2)
θ3=θ2+△S/√(κ2+(Rs+α・κ・θ2)2)
………………………
θn=θn-1+△S/√(κ2+(Rs+α・κ・θn−1)2)
となる。
Therefore, if the rotation angle at the start point Ps is 0, the rotation angle θn at each interpolation point is
θ0 = 0
θ1 = θ0 + ΔS / √ (κ 2 + Rs 2 )
θ2 = θ1 + ΔS / √ (κ 2 + (Rs + α · κ · θ1) 2 )
θ3 = θ2 + ΔS / √ (κ 2 + (Rs + α · κ · θ2) 2 )
………………………
θn = θn−1 + ΔS / √ (κ 2 + (Rs + α · κ · θn−1) 2 )
It becomes.
なお、補間点Pnでのトーチ姿勢は、開始点姿勢/終了点姿勢の間を、位置と同じ割合で均等補間算出する。
このようにして、S24ではトーチ11のワーク座標での各補間点が決まる。すなわち、CPU31にて螺旋軌跡の算出が行われる。
The torch posture at the interpolation point Pn is calculated by equal interpolation between the start point posture and the end point posture at the same ratio as the position.
In this way, each interpolation point at the work coordinates of the
図13(a)には、上記のようにして算出された螺旋軌跡をワーク座標のYZ平面から透視した場合が図示されている。又、図13(b)には上記のようにして算出された螺旋軌跡をワーク座標のXY平面から透視した場合が図示されている。 FIG. 13A shows a case where the spiral trajectory calculated as described above is seen through from the YZ plane of the work coordinates. FIG. 13B shows a case where the spiral trajectory calculated as described above is seen through from the XY plane of the work coordinates.
なお、第3実施形態において、螺旋動作区間は、円錐面であるロール面Wrにおいて開始点Psと終了点Peの間の範囲である。
さて、第3実施形態によれば、第1実施形態の(1)及び(2)と同様の作用効果を奏するとともに以下のような特徴がある。
In the third embodiment, the spiral operation section is a range between the start point Ps and the end point Pe on the roll surface Wr that is a conical surface.
Now, according to 3rd Embodiment, while there exists an effect similar to (1) and (2) of 1st Embodiment, there exist the following characteristics.
○ 第3実施形態では、ワークWは、螺旋動作区間において、ロール面Wrが円錐面を有するようにした。そして、ロボット制御装置30のCPU31が、演算手段として、前記ロール面Wrに対して螺旋軌跡を生成するように、前記螺旋動作区間における開始点Psと終了点Peにおける各径、及びパラメータ(移動速度V、及び螺旋ピッチPi)に基づいて補間演算して螺旋動作区間におけるトーチ11(作業手段)の螺旋軌跡を生成するようにした。
In the third embodiment, the workpiece W is configured such that the roll surface Wr has a conical surface in the spiral operation section. Then, the
この結果、螺旋動作区間において、ロール面Wrが円錐面に形成されているワークWに対して、肉盛溶接等の処理を行う場合、一筆書きのような1本の螺旋状に処理を行うことができ、その結果、ワークWのロール面Wrに均一な処理を行うことができるとともに、その作業を実行するプログラムを簡単に教示できる。 As a result, in the spiral operation section, when processing such as build-up welding is performed on the workpiece W having the roll surface Wr formed in a conical surface, the processing is performed in a single spiral like a single stroke. As a result, uniform processing can be performed on the roll surface Wr of the workpiece W, and a program for executing the work can be easily taught.
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記各実施形態では、産業用ロボット制御装置として、肉盛溶接を行うロボット制御装置30に具体化したが、塗布を行うロボット制御装置、シーリングを行うロボットの制御装置、溶射を行うロボットの制御装置に具体化してもよい。この場合、塗布を行うロボットの制御装置の場合、塗布ガンが作業手段に相当する。又、シーリングを行うロボットの制御装置では、シールガンが作業手段に相当する。又、溶射を行うロボットの制御装置では溶射ガンが作業手段に相当する。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In each of the above embodiments, the industrial robot control device is embodied as the
このような制御装置に具体化しても、ワークの側面やロール面に対して均一な加工を行うことができる。 Even if embodied in such a control device, uniform processing can be performed on the side surface and roll surface of the workpiece.
10…マニピュレータ、11…トーチ(作業手段)、
20…ポジショナ(ワーク回転手段)、31…CPU(演算手段)、
35…補助記憶装置(記憶手段)、36…TP(教示手段)。
10 ... Manipulator, 11 ... Torch (working means),
20 ... Positioner (work rotating means), 31 ... CPU (calculating means),
35 ... auxiliary storage device (storage means), 36 ... TP (teaching means).
V…移動速度、W…ワーク、Wr…ロール面、Wt…端面、
e…終了点、Pi…螺旋ピッチ、Ps…開始点。
V: Movement speed, W: Workpiece, Wr: Roll surface, Wt: End surface,
e: End point, Pi: Spiral pitch, Ps: Start point.
Claims (5)
前記ワーク回転手段と前記マニピュレータを動かして前記作業手段の螺旋動作区間を教示するとともに、螺旋命令のパラメータを教示する教示手段と、
前記螺旋動作区間及び前記パラメータを記憶する記憶手段と、
前記パラメータに基づき補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成する演算手段とを備えた産業用ロボット制御装置。 In an industrial robot control apparatus for controlling a workpiece rotating means for rotating a workpiece and a manipulator having a working means for performing work on the workpiece to perform cooperative work,
Teaching means for moving the workpiece rotating means and the manipulator to teach a spiral movement section of the working means, and teaching parameters of a spiral command;
Storage means for storing the spiral motion section and the parameter;
An industrial robot control apparatus comprising: an arithmetic unit that performs an interpolation calculation based on the parameter to generate a spiral trajectory of the working unit in a spiral operation section.
前記演算手段が、前記ロール面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする請求項2に記載の産業用ロボット制御装置。 The workpiece has a roll surface having a constant diameter in a spiral operation section,
The calculation means generates a spiral trajectory of the working means in a spiral motion section by performing an interpolation calculation based on the diameter and the parameter so as to generate a spiral trajectory with respect to the roll surface. The industrial robot control device according to claim 2.
前記演算手段が、前記ロール面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記螺旋動作区間における開始点と終了点における各径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする請求項2に記載の産業用ロボット制御装置。 The workpiece has a conical surface with a roll surface in a spiral motion section,
The working means in the spiral motion section by performing an interpolation calculation based on the diameters at the start and end points in the spiral motion section and the parameters so that the computing means generates a spiral trajectory with respect to the roll surface. The industrial robot controller according to claim 2, wherein a spiral trajectory is generated.
前記演算手段が、前記端面に対して螺旋軌跡を生成するように、前記螺旋動作区間における開始点と終了点のいずれかの径、及び前記パラメータに基づいて補間演算して螺旋動作区間における前記作業手段の螺旋軌跡を生成することを特徴とする請求項2に記載の産業用ロボット制御装置。 The workpiece has an end surface that is orthogonal to the rotation center axis of the workpiece rotating means and has a plane in the spiral operation section,
The operation in the spiral motion section is performed by performing an interpolation operation based on the diameter of either the start point or the end point in the spiral motion section and the parameter so that the calculation means generates a spiral trajectory with respect to the end face. The industrial robot control device according to claim 2, wherein a spiral trajectory of the means is generated.
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