JPH0346250B2

JPH0346250B2 -

Info

Publication number: JPH0346250B2
Application number: JP54028068A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Kuno; Fumio Matsunari; Hiroshi Moribe; Toshiaki Ikeda; Atsushi Kamya; Shunichiro Yoshimura; Shiro Yasuda
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1979-03-10
Filing date: 1979-03-10
Publication date: 1991-07-15
Also published as: JPS55120941A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、３次元曲面の適宜箇所を切削加工す
るロボツトを用いた３次元曲面加工装置に関する
ものである。

一般に、乗用自動車のボデイーのように複雑な
曲面を持つ構造では、それらの曲面を必ずしも一
体にプレス加工できないために、プレスで作られ
た各部分を電気溶接または電気ビーム溶接等で連
結一体化したり、更に半田盛りをすることがあ
る。このような３次元の被加工部を工業用ロボツ
トで所望に加工するということは、従来完全には
行うことができず、人手で行われており、作業環
境、公害等の面で自動化が必要とされている。し
かしながら、このような曲面の成形部または溶接
部等の連結部は、形状が複雑であり、また、被研
削物の素地面からの溶接部等の連結部の位置、そ
の高さまたは幅が一定でないため、ラインを流れ
る被加工物を工業用ロボツトで加工する場合は、
一般にこの工業用ロボツトが、位置決めされた点
と点の間を一定の速度で移動するという制御を行
つているので、被加工物のバラツキやロボツトと
被加工物間の相対位置のバラツキによつて、理想
的な加工面が得られず、素地面を傷つけたり、加
工量が不足するという欠点があつた。また、加工
物の位置姿勢がビードの位置に対して正確に制御
されない場合は、素地面を傷つけるという問題が
ある。更に、この加工工具は３次元被加工物と接
触状態を保ちつつ移動するため、加工工具の被加
工物に対するトルク制御が容易でないという問題
があつた。

本発明は、これら従来のロボツトを用いた加工
装置が有している欠点および問題点を解決するも
のである。

本発明は、速度軌跡制御された工業用ロボツト
の腕に加工工具を配置し、その加工工具を正確に
速度軌跡制御し、かつ加工工具と被加工部との位
置関係を制御することにより、３次元曲面の被加
工部に精度よくならうとともに、３次元曲面の被
加工部の時間当たりの加工量を制御して、被加工
物の素地面を傷つけたり、加工量が不足するとい
つたことなく、被加工部に滑らかな３次元曲面を
形成する装置を提供することを目的とする。

本発明は、センサシステムにより、３次元曲面
の被加工物の位置ずれ、姿勢ずれ、うねり等を検
出し、かかる情報に基づき基礎データの修正を行
うので、ロボツト部および加工工具により精度よ
く被加工部の加工を行うことができるとともに、
被加工部のうねりに応じて、加工トルク、工具回
転速度を変えることにより、うねりを精度よく除
去することができる３次元曲面加工装置を提供す
ることを目的とする。

さらに、本発明は、ロボツトの腕の被加工部近
傍までの移動が、予め位置および速度が設定され
たPTPモードにより高速に行うことができ、被
加工部近傍で速度軌跡モードに切り換えられて被
加工部上を速度軌跡制御されて被加工部を加工す
るので、全体の加工時間を短縮できるとともに、
加工工具の回転数を一定とし、さらに例えば予め
記憶された被加工部のうねりに応じたトルクパタ
ーンに基づき加工工具のモータのトルクを制御す
ることにより、被加工部のうねりに応じて加工量
を制御でき、うねりのない滑らかな３次元曲面に
加工することができる３次元曲面加工装置を提供
することを目的とする。

本第１発明の３次元曲面加工装置〔特許請求の
範囲第１項記載〕は、移動可能な腕を有するロボツト本体と、予め３
次元測定機またはマニユアル操作によつて得た被
加工部の最終仕上面を通る加工点に対応して腕が
移動すべき軌跡を表す位置指令および該軌跡上の
移動速度指令を記憶するメモリ、および、該メモ
リから読み出された前記位置指令に基づくサーボ
により腕の軌跡を制御するとともに、前記位置指
令に基づく前記腕の目標位置と実位置との偏差に
前記メモリからの速度指令を加算してフイードホ
ワード制御することにより腕の実際の軌跡および
該軌跡上の速度を目標の軌跡および該軌跡上の目
標速度に一致させることにより腕を速度軌跡制御
する速度軌跡制御装置を有するロボツト制御装置
と、を具備するロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段と
からなり、前記速度軌跡制御により腕が前記被加工部を移
動するとともに、前記腕に配置された加工工具に
よる被加工部の時間当たりの加工量を制御するこ
とにより滑らかな３次元曲面を形成することを特
徴とする。

上記本第１発明の構成において、まず予め３次
元測定機またはマニユアル操作により、被加工部
の最終仕上面を通る加工点に対応してロボツトの
腕が移動すべき目標の軌跡を表す位置指令および
該軌跡上の目標の移動速度指令を作成し、それら
の指令値をメモリに記憶しておく。ロボツトは、
メモリから読み出された位置指令に基づくサーボ
により、腕の軌跡を制御するが、その際、指令値
として与えられる腕の目標位置と腕の実位置との
偏差にメモリから読み出された速度指令を加算し
てフイードホワード制御することにより、サーボ
系の応答性を高めて腕の実際の軌跡およびその軌
跡上の速度を目標の軌跡および速度に一致させる
ように速度軌跡制御している。

ここで、フイードホワード制御とは、予め定め
られた動作および時間的スケジユールに従つて、
自動的に作業の手順を順次進めていくシーケンス
制御および制御量を帰還して目標値から減ずるこ
とにより制御量を目標値に一致させるフイードバ
ツク制御とは異なり、予め何らかの操作により予
測した制御量を目標値に加算して制御系の特性
（特に制御の遅れ等）を改善する制御方式のこと
である。

すなわち、腕の端に加工工具等の重量物が配設
されたとき、腕の目標位置すなわち軌跡を指令値
として与えるのみでは、腕端の慣性により腕の動
きに遅れが生じ、目標値に正確に追従しない。そ
こで、本発明では、腕の実位置と目標位置との偏
差に目標速度を加算してフイードホワード制御す
るので、腕の軌跡および速度が目標値に制御され
る。

なお、腕の位置は、一般にロボツトの基準座標
系（すなわち地面に固定された座標系）またはロ
ボツトの腕の各可動部分における夫々の座標系で
表されるもので、両者は互いに変換可能である。

一方、腕の端には、加工手段として加工工具が
腕に対し移動可能に配置され、加工工具はその回
転数に基づいて、すなわち、予め設定した目標回
転数と実際の回転数の偏差に基づいて腕に対し移
動することにより、加工工具と被加工部との位置
関係を制御する。なお、目標回転数は、被加工部
の形状に応じてその場所毎に予め設定することが
できる。腕は、上記のごとく速度と軌跡とのが制
御されているので、結果として加工工具は速度軌
跡制御される腕の端で、さらに腕と被加工部との
間で位置制御され、被加工部を精度よくならうと
ともに、加工工具の回転数に応じて時間当たりの
加工量を制御する。

そして、本第１発明の３次元曲面加工装置は、
速度によるフイードホワード制御を行うので、ロ
ボツトの腕の軌跡精度が向上するという利点を有
する。本発明の３次元曲面加工装置は、正確に速
度軌跡制御されるロボツトの腕に配置された加工
工具と被加工部との位置関係を加工工具の回転数
に基づき制御することにより、被加工部を精度よ
くならうことができるとともに、被加工部の時間
当たりの加工量を制御できるので、被加工物の素
地面を傷つけたり、加工量が不足するといつたこ
となく、被加工物の表面形状に応じた滑らかな３
次元曲面を形成することができるという利点を有
する。

第２発明の３次元曲面加工装置〔特許請求の範
囲第３項記載〕は、移動可能な腕を有するロボツ
ト本体と、予め３次元測定機またはマニユアル操
作によつて得た被加工部の最終仕上面を通る加工
点に対応して腕が移動すべき軌跡を表す位置指令
および該軌跡上の移動速度指令を記憶するメモ
リ、および、該メモリから読み出された前記位置
指令に基づくサーボにより腕の軌跡を制御すると
ともに、前記位置指令に基づく前記腕の目標位置
と実位置との偏差に前記メモリからの速度指令を
加算してフイードホワード制御することにより腕
の実際の軌跡および該軌跡上の速度を目標の軌跡
および該軌跡上の目標速度に一致させることによ
り腕を速度軌跡制御する速度軌跡制御装置を有す
るロボツト制御装置と、を具備するロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段
と、前記ロボツト本体の腕に配設され、被加工部の
位置ずれ、姿勢ずれおよびうねりを検出するセン
サと、該センサからの信号に基づいて前記位置指
令と速度のフイードホワード制御とを修正するた
めの信号に変換するための信号処理回路とからな
るセンサシステムとを有するとともに、前記ロボツト制御装置に前記センサシステムか
らの修正信号に応じて位置指令と速度のフイード
ホワード制御の修正とを可能にする修正機能を持
たせることにより、被加工部の位置ずれ、姿勢ず
れおよびうねりの影響を補償するようにしたこと
を特徴とする。

上記発明は、実施に当たり、次のような態様を
採用しうる。本第２の発明は、前記第１発明にセ
ンサシステムを付加したものであり、以下第１発
明との相違点を中心に説明する。

センサシステムは、ロボツトの腕に配設された
センサと信号処理回路とからなる。センサは、工
具による加工に先立ち、腕に動きに伴つて被加工
部の位置ずれ、姿勢ずれおよびうねりを検出す
る。ここで、予め記憶されたロボツトの目標軌跡
に対する被加工部の長手方向の位置偏差および角
度偏差を夫々位置ずれおよび姿勢ずれといい、被
加工部の最終仕上面からの高さおよびその高さの
場所的な変化を夫々高さおよびうねりという。

信号処理回路は、センサからの信号に基づきロ
ボツトの位置指令および速度のフイードホワード
制御の指令値を修正する信号に変換する。そし
て、ロボツトは信号処理回路からの信号に応じ
て、被加工部の位置ずれ、姿勢ずれ、高さおよび
うねりに対応した目標の軌跡およびその軌跡上の
移動速度を修正して、位置指令に基づくサーボ制
御および速度のフイードホワード制御により腕を
速度軌跡制御する。そして、被加工部の高さが一
様である場合は加工工具の目標回転数を一定にす
ることにより、時間当たりの加工量を一定に制御
することができ、被加工部にうねりがある場合は
うねりに応じて加工工具の目標回転数を変化させ
ることにより、時間当たりの加工量を可変制御す
ることができる。

即ち、本第２の発明は、被加工部の位置ずれ、
姿勢ずれ、表面の形状に応じてロボツトの腕、即
ち加工工具の３次元軌跡を修正するものであるた
め、素地面を傷つけたり、加工量が不足するとい
うことなく、精度の高い加工を可能にするという
利点を有する。

本第３発明の３次元曲面加工装置〔特許請求の
範囲第８項記載〕は、移動可能な腕を有するロボ
ツト本体と、予め３次元測定機またはマニユアル
操作によつて得た被加工部の最終仕上面を通る加
工点に対応して腕が移動すべき軌跡を表す位置指
令および該軌跡上の移動速度指令を記憶するメモ
リ、および、このメモリから読み出された位置指
令に基づき設定されたPTPモード信号と前記位
置指令および速度指令のパターンで設定された速
度軌跡モード信号とを出力し、前記２つのモード
信号の切換えを被加工物近傍で行うモード切換装
置を含み、前記位置指令に基づくサーボにより腕
の軌跡を制御するとともに、前記位置指令に基づ
く前記腕の目標位置と実位置との偏差に前記速度
指令を加算してフイードホワード制御することに
より腕の実際の軌跡および該軌跡上の速度を目標
の軌跡および該軌跡上の目標速度に一致させるこ
とにより腕を速度軌跡制御するとともに、前記
PTPモード信号で前記被加工物近傍まで移動さ
れ、前記速度軌跡モード信号で被加工物上を移動
するように前記腕の複数軸を制御する速度軌跡制
御装置を有するロボツト制御装置と、を具備する
ロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段と
からなり、前記速度軌跡制御により腕が前記被加工部を移
動するとともに、前記腕に配置された加工工具に
よる被加工部の時間当たりの加工量を制御するこ
とにより滑らかな３次元曲面を形成することを特
徴とする。

本第３発明は、ロボツトの腕の移動を制御する
にあたり、被加工部近傍でPTP（ポイント・ツ
ー・ポイント）モードと前記第１および第２発明
と同様の速度軌跡モードとの切り換えを行つて、
被加工部への接近または被加工部からの離脱を
PTP制御により行い、被加工部の加工中は速度
軌跡制御を行うものである。すなわち、腕は被加
工部より離れた地点からメモリに記憶されている
被加工部近傍の点までは、PTP制御により両点
間に距離によつて決まるロボツトの送り速度で移
動する。その際、PTP制御であるので２点間の
軌跡は制御されない。そして、被加工部近傍の点
でPTP制御モードから速度軌跡制御モードに切
換えられて、前記第１および第２発明と同様に、
腕はメモリに記憶された位置指令及び速度指令に
基づき速度軌跡制御されて、目標の軌跡上を目標
速度で移動する。なお、本第３発明で腕は複数軸
で構成されており、位置指令がロボツトの基準座
標系で表わされている場合は、その指令値を各軸
の座標系に変換して、腕の各軸を制御する。

本第３の発明は、ロボツトの腕の被加工部近傍
までの移動が、予め位置および速度が設定された
PTPモード信号によつて高速に行うことができ、
被加工部近傍で速度軌跡モード信号に切換えられ
て被加工部上を速度軌跡制御されて加工工具によ
り被加工部を加工するので、全体の作業時間を短
縮することができる。

第１発明の第１の態様の３次元曲面加工装置
〔特許請求の範囲第２項記載〕は、ロボツトが、
フイードバツクループを介してフイードバツクさ
れるその腕の軌跡に応じた位置情報を一定周期で
サンプリングし、連続する２つの位置情報に基づ
いて速度を演算し、位置サーボに速度のフイード
バツク制御をかけるものである。

さらに、第２発明の第１の態様の３次元曲面加
工装置〔特許請求の範囲第４項記載〕は、上記第
１発明の第１の態様と同様に、ロボツトが、フイ
ードバツクループを介してフイードバツクされる
その腕の軌跡に応じた位置情報を一定周期でサン
プリングし、連続する２つの位置情報に基づいて
速度を演算し、位置サーボに速度のフイードバツ
ク制御をかけるものである。

上記第１発明の第１の態様および第２発明の第
１の態様はともに、ロボツトの位置サーボに位置
情報により演算した速度を用いて速度のフイード
バツクをかけることにより、ロボツトのサーボ系
の追従性を高めることができるという利点を有す
る。また、タコジエネレータを用いるのに比べ、
構造が簡単で安価になるという利点を有する。

第２発明の第２の態様の３次元曲面加工装置
〔特許請求の範囲第５項記載〕は、センサシステ
ムが、被加工部に対応してセンサを所定の軌跡で
スキヤニングするスキヤニング装置を有するよう
にしたものである。

第２の態様は、センサをジグザグ状に被加工部
に対してスキヤニングすることにより、１個のセ
ンサによつて被加工部の位置ずれ、姿勢ずれおよ
びうねりを同時に検出できるという利点を有す
る。

第２発明の第３の態様の３次元曲面加工装置
〔特許請求の範囲第６項記載〕は、ロボツトが、
センサシステムから出力される信号に基づき、被
加工部に沿う方向の加工軌跡上の速度を被加工部
のうねりに応じて制御することにより、被加工部
のうねりを除去するようにするものである。

第２発明の第４の態様の３次元曲面加工制御装
置〔特許請求の範囲第７項記載〕は、加工手段
が、被加工面に対して略垂直方向に往復動するア
クチユエータを介してロボツトの腕に配置され、
ロボツトの腕が被加工部を加工軌跡に従い移動す
る際に、アクチユエータは加工手段を被加工部に
対して位置制御により接近させた後、トルク制御
により一定期間は一定トルクになるように被加工
部のうねりに応じて位置関係を制御し、しかる
後、位置制御により退避させるようにしたもので
ある。

この第４の態様は、加工工具が被加工部に接触
するとき、振動を発生させることなくスムーズに
接触し、加工を開始することができるという利点
を有する。

以下、本発明を実施例の３次元曲面加工装置に
基づき詳細に説明する。

第１図は、第１発明の第１の態様および第３発
明に属する第１実施例装置を示したもので、メモ
リ１は３次元測定機で検出した値より被研削物の
最終仕上面である研削面の数学モデルを作成し、
この研削面の軌跡上のＭ個の点の位置と面ノルマ
ルベクトルを計算することによつて、ロボツトの
腕に持たせた工具が予め設定された位置と姿勢で
被研削物に接するようにする場合に、対応するロ
ボツト腕端の位置や姿勢を計算し、ロボツトベー
スに設定した直交座標系ORでこのロボツトの腕
端の位置と姿勢を実現するためのロボツト関節角
度に対応するエンコーダ値を記憶している。ま
た、テイーチングモードによりロボツトに最初に
データを記憶させる場合、即ちマニユアル操作の
場合は、ロボツトを研削面の軌跡上のｉ点（ｉ＝
１〜Ｍ）にそれぞれ動かし、このｉ点のデータを
取り、各点のＸ，Ｙ，Ｚ方向における研削機の姿
勢ベクトルを計算し、ｉ，ｉ＋１点間を補間して
軌跡上で等ピツチのｊ点（ｊ＝１〜Ｎ）の位置、
姿勢を計算し、この位置、姿勢を実現するロボツ
トの関節角度に対応するエンコーダ値_iおよび
その微分値_iがメモリ１に記憶されている。な
お、図ではロボツトの腕の１軸のみを示してい
る。このメモリ１から読み出されたエンコーダ値
は、速度軌跡制御装置２に入力される。

速度軌跡制御装置２では、隣り合う２つのエン
コーダ値_iと_i+1との間でＮ等分され、（_i+1−
Ｅ_i）／Ｎが一定時間ΔT毎にＮ回出力されるよう
に、 _ij＝_i＋ｊ・（_i+1−_i）／Ｎ（但し、ｉ＝１…Ｍ、ｊ＝１…Ｎ）なる信号を発生する。従つて、時刻ΔT×Ｎ後に
は速度軌跡制御装置２の出力は、_i+1になり、
メモリ１から次の目標値である_i+2が読み出さ
れるので、上記と同様にして_i+1,jなる信号が作
られる。また、サーボ系の応答をよくするため
に、フイードホワード信号として、メモリ１から
エンコーダ値の微分値_iが読み出され、１／Ｎ
倍した後、速度軌跡制御装置２の出力_ijに加算
され、速度軌跡指令値として出力される。その信
号は増幅器３で増幅し、インタフエース４のＤ／
Ａ変換器５でアナログ信号に変換し、ロボツト６
のサーボアンプ７に入力する。このサーボアンプ
７は、入力された信号を増幅してサーボ弁８を動
作させ、シリンダ９を駆動してロボツト６を信号
で規定された位置に動かし、加工手段としての研
削装置１０の研削機１１を決められた姿勢にす
る。このシリンダ９の動作位置はエンコーダ１３
で検出され、インタフエースの帰還回路１４を介
してフイードバツクされる。このように、順次メ
モリ１から読み出された位置、姿勢信号によつ
て、ロボツト６は順次研削装置１０の位置、姿勢
が制御される。本実施例では、第２図のＰで示し
たロボツト軌跡において、P₂の位置まではPTP
制御でロボツト６が動かされ、研削位置P₂〜P₁₁
までは、ロボツト６はその軌跡と速度が制御され
る。

以上のように構成されたロボツトで、研削機１
１を回転して被研削物１２の溶接部を研削した場
合に、例えば被研削物の表面と予め設定してある
工具の研削点との間に面直角方向にずれがある場
合には、工具が被研削物から離れてしまつたり、
逆に近づき過ぎて被研削物を傷つける恐れがあ
る。この欠点を避けるために、工具研削点と被研
削物表面との間に面直角方向にずれがあつても、
研削工具が被研削物表面にならつて研削トルク一
定、研削回転速度一定で研削するような研削機１
１のトルク制御を説明する。まず、研削装置１０
は、研削機１１を回転させる油圧モータ１７、モ
ータ１７の回転数を制御する第１サーボ弁１８、
研削機１１の回転数を検出する検出器１９、研削
機１１を被研削物１２に対して前後させる油圧シ
リンダ２０およびピストン２１、このピストン２
１を動作させる第２サーボ弁２２、研削機１１の
位置を検出するポテンシヨメータ２３からなる。
この研削工具への制御信号は、エンコーダメモリ
１への読み出し指令も同時に行うシーケンスコン
トローラ１５の指示によつて信号発生器１６が行
う。

第２図において、最初工具は位置P₁にあり、
シーケンスコントローラ１５からのスタートの指
示により、PTPモードで位置P₂に移動する。位
置P₂から位置P₁₁までは速度軌跡制御で移動し、
位置P₁₁から位置P₁₂の終了位置までは再びPTP
モードで移動する。位置P₂に達すると、まず、
信号発生器１６から第１サーボ弁１８にトルク設
定信号T_iが送られ、油圧モータ１７は、油圧源
（図示せず）から送られた油圧によつて油圧モー
タおよびサーボ弁系の定電流特性カーブ上の無負
荷回転速度で回転する（第３図参照）。このトル
ク設定信号T_iは、本実施例では第２図に示す一定
の研削トルクパターンとなるように設定されてい
る。即ち、後述のように、第３図において電流I₀
一定の特性曲線に基づき回転数を制御することに
より、トルクが決定される。信号発生器１６は、
次にリレーＡにオン、リレーにオフ信号を送
り、油圧シリンダ２０を位置制御モードで作動さ
せる。信号発生器１６は、次に位置指令信号X_iを
サーボアンプ２４に送り、この信号は増幅されて
サーボ弁２２に送られるので、研削機１１は予め
決められた位置に設定される。更にロボツトが移
動し、研削点が第２図の位置P₃に達すると、信
号発生器１６はシーケンスコントローラ１５の指
示により、リレーＡにオフ、リレーにオン信号
を送り、油圧シリンダ２０は回転数制御モードで
作動し、次に、信号発生器１６から回転数設定信
号n_iが発生し、この信号は検出器１９からの研削
機１１の実際の回転数信号と比較され、その差信
号はPIDを介してサーボアンプ２４に入力され
る。即ち、回転数設定信号n_iが実回転数ｎより大
きい場合は、研削機１１のトルクが目標トルクよ
り大きい場合であり、その場合には、研削機１１
を被研削物１２から離す方向に動かして目標回転
数n_iに一致させ、また、回転数設定信号n_iが小さ
い場合には、研削機１１を被研削物１２の方へ動
かして目標回転数n_iに一致させる。

本実施例装置は、半田盛り面を研削する作業に
適用されるものであり、この場合、素地面は鉄鋼
等の研削し難い材料であり、一方、被研削物はそ
の素地面に溶着している半田などの軟らかい材料
である。即ち、目標トルクは軟らかい材料を研削
するに足る大きさに設定されているので、上述の
ように回転数制御しても素地面を傷つけることは
ない。

以上のように構成することにより、研削機１１
は、油圧モータおよびサーボ弁の特性曲線上で一
定トルク、一定回転速度で被研削物１２の溶接部
を研削するので、被研削物上をならつて無理なく
研削することができる。研削が終了後、工具研削
点の設定軌跡は位置P_fから位置P_i0、位置P_iiと被
研削面から離れてゆく。一方、油圧シリンダ２０
はならい制御をしているので、油圧ピストンの位
置は設定位置から大幅にずれてゆき、この油圧シ
リンダ２０の位置偏差の量が一定値を越えたこと
を検出して、油圧シリンダ２０の制御方式を回転
数制御方式から位置制御方式に戻す。この切換え
は、第２図における位置P_i0の近傍で行う。

本実施例は、速度によるフイードホワード制御
を行うので、ロボツトの腕の軌跡精度が向上し、
被研削物を精度よくならうことができるという利
点を有する。また、加工手段としての研削装置
は、一定トルク、一定回転数で研削するので、被
研削物を一様に研削することができ、削り過ぎに
より素地面を傷つけたりすることがないという利
点を有する。

更に、研削機は最初位置制御により被研削物に
近づけられ、その後、トルク制御に切換えられ、
一定期間保持され、しかる後、位置制御により退
避するので、研削機が被研削物に接触する際、振
動が発生せず、スムーズに研削を開始することが
できるという利点を有する。

第４図は、本発明の第２実施例の装置を示した
もので、第１図と同一部分には同一符号を付し、
説明を省略する。本実施例では、第１実施例の油
圧モータ１７の代わりに電気モータ２５を使つて
いるので、このモータ２５の動作が異なつてい
る。また、２６はモータ制御装置、２７は電源装
置、２９は周波数−電圧変換器、３１はモータ２
５と研削機の伝達機構である。

次に、本実施例装置を動作に基づいて説明す
る。まず、信号発生器１６から位置信号X_iとリレ
ー信号Ａ，とが出力され、油圧シリンダ２０は
位置制御され、位置信号X_iはサーボアンプ２４で
増幅されてサーボ弁２２に入力されるので、ポテ
ンシヨメータ２３からの信号で研削機１１は適当
な位置に設定される。次に、信号発生器１６から
回転数設定信号n_iが加算器２８に入力され、ここ
で回転周波数検出器１９、周波数−電圧変換器２
９を介して得られた実回転速度と比較し、モータ
の回転速度が目標値に一致するように電源２７の
駆動電圧を制御する。このモータ２５の回転は、
伝達機構３１を介して研削機１１に伝えられる。

次に、第２図の位置P₃から、油圧シリンダ２
０は位置制御からトルク制御に切換えられるが、
それは次のようになされる。

信号発生器１６は、リレーＡにオフ信号、リレ
ーにオン信号を送り、目標設定トルク信号T_iを
出力すると、油圧シリンダ２０はトルク制御モー
ドとなり、モータ２５の駆動電流が一定になるよ
うに制御される。即ち、モータ２５のトルクＴ
は、常に予め定めた目標設定トルクT_iと比較さ
れ、その差信号はサーボアンプ２４に入力し、モ
ータ２５のトルクが大きい場合には、研削機１１
を被研削物１２から遠ざける方向に動かし、モー
タ２５のトルクが小さい場合には、研削機１１を
被研削物１２へ近づける方向に動かし、研削機１
１で溶接部がより研削されるように動作する。

以上の説明で明らかなように、モータは速度制
御回路とトルク制御回路の２つの制御ループで同
時に制御されているので、安定に研削をすること
が可能となる。

本実施例の動作と前述の実施例の動作は、トル
ク信号で研削機１１の位置を決めるか、回転数信
号で研削機１１の位置を決めるかの相異点を有す
るのみで、その他前述の第１実施例と同様の作用
効果を奏する。

次に、第１発明の第１の態様と第２発明の第１
ないし第４の態様および第３発明に属する第３実
施例の３次元曲面加工装置に基づいて説明する。

本第３実施例装置は、被研削部の位置ずれやう
ねりを検出するためのセンサシステムを有するこ
とが前述の実施例と異なり、かかるセンサシステ
ムの検出した信号により制御されるロボツトと、
かかるロボツトの腕に配置された加工手段として
のトルク−位置制御システムとからなる。

第５図は、本発明の第３実施例装置のうち、主
にロボツト部分を示したもので、初めに、ロボツ
トシーケンスコントローラ１０２を通じてロボツ
トの移動すべき軌跡データおよび軌跡修正係数デ
ータを紙テープからメモリ１０１に読み込む。こ
の紙テープデータは、研削対象物を３次元測定器
でその研削すべき位置とそのまわりの面上の代表
位置を測定し、計算機により面の創成を行い、こ
れよりその面の軌跡上の外法線ベクトルを計算
し、得られた軌跡上の位置とその点における外法
線ベクトルとからロボツトのジヨイント角および
角速度に換算し、ついで、ロボツトのエンコーダ
値に換算したものが位置を表現するデータ_iと、
速度を表現するデータ_iと、軌跡の修正係数を
表現するj〓_i ^-1というデータとを含む。ここで、デ
ータ点数ｉは１〜ｍの範囲で軌跡の長さに応じて
可変であり、データ_i，_iは６自由度ロボツト
の軸数に対応し、６つのＯ，Ｔ，Ｄ，Ｂ，Ｒ，Ｓ
軸成分を持つたベクトルである。すなわち、上記
位置データとは、６のジヨイントを有する６自由
度ロボツトの場合、ジヨイント角ベクトル（θ_p，
θ_T，θ_D，θ_B，θ_R，θ_S）で表され、一方、腕の端位
置・姿勢を表すマトリツクT〓は、ロボツトの基準
座標系XYZおよび腕の端での座標系_t _t _tお
よびロボツトの基準座標系における腕の端の位置
Ｐ_t＝（P_t（Ｘ），P_t（Ｙ），P_t（Ｚ））を用いて次の
よ
うに表される。

T〓＝x_t ０y_t ０z_t ０P_t １＝x_t（Ｘ）y_t（Ｘ）z_t（Ｘ）P_t（Ｘ） x_t（Ｙ）y_t（Ｙ）z_t（Ｙ）P_t（Ｙ） x_t（Ｚ）y_t（Ｚ）z_t（Ｚ）P_t（Ｚ）０００１そして、これらジヨイント角ベクトルと位置・
姿勢マトリツクスT〓とは、全ての既知の値である
とともに、互いに交換可能である。j〓_i ^-1は、実際
にロボツトを作動させて作つたグラインダ研削点
の軌跡をグラインダ研削点に設定した座標系で、
第７図に示した方向に１mmずらしたり、ま
た、xyz軸まわりに1°傾けるにはロボツトの６軸
のエンコーダ値を何ビツト修正すればよいかを表
わす逆ヤコービアンマトリツクスで、６×６の次
元を持つ。また、メモリ１０１には、第６図に示
す位置データ_P，_S，_lが記憶されている。こ
れはそれぞれ、ロボツトが休止しているパーキン
グ位置、研削軌跡の始点位置および終点位置を示
すもので、実際の研削が行なわれる研削軌跡L₂
では速度・軌跡制御により研削対象物１２３の最
終仕上面に沿つてロボツトの腕を駆動するのに対
し、研削作業が行なわれない軌跡L₁，L₃，L₄で
はポイント・ツー・ポイント（PTP）制御によ
り、サーボ系において位置偏差で与えられる速度
指令（_S−_P），（_P−_l）および（_S−_l）
から作られる速度パターンに従つてロボツトを高
速で動かすための位置データである。ここで、軌
跡L₄は、PTP制御によりグラインダは研削対象
物１２３に接触しないように離れた軌跡を描く。
なお第６図は研削対象物１２３に対し軌跡L₂で
表される片方向研削の場合を示しているが、両方
向研削をする場合には、軌跡L₂に相当する軌跡
上を速度・軌跡制御により往復移動することも可
能である。

次に、ロボツトシーケンスコントローラ１０２
は、第８図に示すセンサシーケンスコントローラ
１６８にセンシングモード信号（S.M.）を出す
と、初期に作成した軌跡データ_i，_iだけでロ
ボツトが作動し、軌跡を移動するとともにセンサ
システムが作動し、第８図に示したグラインダ１
２４の研削点軌跡が研削対象物の形状と方向に
G₁mm、方向にG₂mmずれ、軸まわりにG₃°傾い
たと計測し、第５図に示したロボツトシーケンス
コントローラ１０２を通じて、これがメモリ１０
１にずれ修正データとして記憶される。この時、
同時に第８図中に示した研削対象物の方向に研
削すべき高さG_4i（ｉ＝１〜ｍ）も記憶される。セ
ンサシステムの動作は後述する。また、センシン
グモード時のロボツトの動作については、研削対
象物を削るグラインドモード時の動作は軌跡デー
タが修正されることと、軌跡に沿つたロボツトの
送り速度が一定であることを除けば全く同じであ
るから省略する。

以下、既に第５図に示したロボツトシーケンス
コントローラ１０２により、既にメモリ１０１内
に軌跡データ_i，_i、修正係数データj〓_i ^-1および
ずれ量G₁，G₂，G₃も研削高さG_4iが記憶されてい
るものとして、ロボツトシーケンスコントローラ
１０２がグラインドモード信号（G.M.）を発し
た場合のロボツト側の動作だけまず説明する。

次に、本第３実施例装置のロボツトの動作を説
明する。ロボツトは現在第６図中のパーキング位
置_Pにあり、一連の動作が終れば、再びパーキ
ング位置_Pに戻る。まず、第６図中において、
PTP軌跡L₁の間は、センシングモード（S.M.）
時、グラインドモード（G.M.）時に関係なく、
ロボツトシーケンスコントローラ１０２は、メモ
リ１０１に記憶している位置データ_Sだけを読
み出し、加算器１０３に出力する。その結果、ロ
ボツトサーボ１１０RSへは減算器１１０を通し
て始点_Sと現在位置_x＝_P（パーキング位置
に停止していたから）との偏差_S−_Pが出力さ
れ、研削軌跡の始点位置までロボツトはPTP制
御を受けて動作する。そして、グラインダ１２４
の研削歯面位置が始点_Sに達すると同時に、ロ
ボツトシーケンスコントローラ１０２は、グライ
ンドモード信号（G.M.）を第７図に示したトル
ク位置制御システムに送る。このトルク位置制御
システムでは、後述するようにグラインドモード
信号（G.M.）を受けると同時に、予め設定され
たパターンでグラインダ１２４を研削対象物１２
３の第７図に示した方向に押し付け、所定の設
定速度n₀（トルクと対応）と一致した瞬間に論理
信号v_c＝“１”をロボツトシーケンスコントロー
ラ１０２に送つてくる。ロボツトシーケンスコン
トローラ１０２では、この論理信号v_c＝“１”を
受けて、これより第６図に示した研削軌跡L₂に
沿つて研削を開始すべくメモリ１０１から順次速
度軌跡データ_iが割算器１０５に、位置軌跡デ
ータ_iが加算器１０３に、軌跡修正係数データj〓_i
^-1とずれ量G_i，G₂，G₃が掛算器１０４に、研削
高さG_4i（ｉ＝１〜ｍ）が平均分割数N₀を演算す
る演算器１０７に読み出され、セツトされる。演
算器１０７からはN₀が研削回数としてのＭを演
算する演算器１０８に出力され、演算器１０８か
らはロボツトシーケンスコントローラ１０２内部
のカウンターに研削回数Ｍをセツトする。これに
より、ロボツトシーケンスコントローラ１０２
は、ロボツトがＭ回の研削軌跡を作つた後、新た
なデータをメモリ１０１から読み出さなくなり、
一連の動作を終了する。

一方、演算器１０７の出力N₀は、軌跡に沿つ
た実際の軌跡分割数N_iを計算する演算器１０６
にセツトされ、その出力N_iは割算器１０５の一
方の入力となるので、割算器１０５の出力、即ち
軌跡に沿つた送り速度_i／N_iは研削高さのうね
りに応じて高ければ遅く、低ければ早くなること
がわかる。この送り速度_i／N_iは、ロボツトの
６軸に対する調整係数₃を掛けた後、掛算器１
１１の出力（_i／N_i）＊₃としてフイードホワ
ード制御の速度項として加算／減算器１１３に加
えられる。

他方、掛算器１０４では軌跡に沿つた位置の修
正量Δが計算される。即ち、 Δ＝ΔE₁ ΔE₂ ΔE₃ ΔE₄ ΔE₅ ΔE₆＝j〓_i ^-1・ｘ方向の位置ずれｙ方向の位置ずれｚ方向の位置ずれｘ軸まわりの傾きｙ軸まわりの傾きｚ軸まわりの傾き＝j〓_i ^-1・G₁ G₂ ００ G₃ ０の関係によつて、ロボツトの各関節のエンコーダ
値の変化Δが得られる。つまり、被研削物の直
交座標系での位置ずれG₁，G₂や姿勢ずれG₃がわ
かると、そのずれに対応するロボツト各関節座標
系でのずれΔを求めることができる。この修正
量Δは加算器１０３の入力となり、_i＋Δ
を新たな位置データとしてDDA演算器１０９に
出力する。DDA演算器１０９は、データｉとデ
ータｉ−１との軌跡分割数N_iをもう一方の入力
として、ｉとｉ−１間の位置データを_ijとして
一定周期、例えば10ｍｓで刻々と演算する。その
演算回数はN_iで、_iと_i-1との位置を直線補間
して、その途中の位置データを作つている。この
位置データ_ijは、フイードホワード制御の位置
項として減算器１１０へ出力され、目標位置とな
る。また、減算器１１０は、エンコーダ１２２が
監視するロボツトの各軸の位置をグレイバイナ
リー変換器１２０により２進数値_xに変換した
ロボツトの現在位置との間で負帰還制御ループを
作り、_ij−_xを出力し、各軸調整係数₄を掛
算器１１２により掛けて、フイードホワード速度
項と加算／減算器１１３により、（_i／N_i）＊
（₃＋（_ij−_x）＊₄が作られる。また、エン
コーダの２進数値_xと遅れ補償演算器１１７の
出力_cとを減算器１１５で減算し、各軸サーボ
の実速度を作り、各軸調整係数₅を掛算器１１
４で掛けた出力（_x−_c）＊₅を加算／減算
器１１３の減算入力とすることで、サーボ系の追
従性を補償している。

以上のデイジタル演算により、ロボツトの６軸
各サーボへ適切な軌跡を作るための偏差が全て計
算できたので、これをＤ／Ａ変換器１１６により
アナログ量に変換し、更に、サーボアンプ１１８
で電力増幅をしてサーボバルブ１１９に出力し、
６軸のロボツトのシリンダ１２１を駆動せしめ、
各軸の位置に相応するロボツト手先に装着した
グラインダ研削点の軌跡を制御するとともに、そ
の軌跡に沿つたグラインダ歯面の送り速度を研削
対象物の研削高さに応じて制御し、うねりを除去
している。このようにして、グラインダ研削歯面
が軌跡の終点第６図中位置Ｅ _lに達すると、ロボ
ツトシーケンスコントローラ１０２はまた新たに
メモリ１０１から軌跡の始点データ第１図_Sを
読み出し、第６図中の軌跡L₄をPTP制御で始点
Ｅ_Sまで戻り、上述した一連の動作を繰り返す。
そして、その動作がＭ回に達すると、ロボツトは
第６図中の軌跡L₃をPTP制御でパーキング_Pま
で戻つて停止し、曲面の研削作業を終えることに
なる。その際、演算器１０８に設定する係数K₂
は、グラインダの研削能力と適切な研削作業時間
の２つの制限条件から決まり、所望の時間内に研
削作業を終えるよう調整することができる。

以上により、センサシステムからのずれ量G₁，
G₂，G₃と研削高さG_4i（ｉ＝１〜ｍ）のデータに
より、ロボツトが本来記憶している軌跡データ
_ｉ，_iを修正し、研削高さに応じて送り速度を制
御し、更に、平均研削高さとグラインダの研削能
力とから研削作業時間を決めることにより、研削
対象物に位置ずれや姿勢ずれおよび研削高さのう
ねりがあつても、設定時間内に曲面研削作業を遂
げることができる。

第７図は、本発明の第３実施例装置の加工手段
としてのトルク位置制御システムを示したもの
で、１３６は５軸または６軸以上の自由度を持つ
たロボツトの腕端１３３に設けられたグラインダ
制御装置であり、この装置１３６には油圧モータ
１３４が設けられ、電気・油圧サーボ弁１３５
（以下、電気・油圧サーボ弁を単に電油サーボ弁
という）を定電流I₀で駆動することによつて油圧
源１３７から供給される油圧が制御され、公知の
サーボ弁１３５のトルク回転数特性曲線上で動作
する（第３図参照）。この油圧モータ１３４の回
転力は、伝達機構１２８を介してグラインダ１２
４に伝達される。このグラインダ１２４の回転数
は、回転数検出器１２５でパルス列出力n_P（ｔ）
として検出される。また、グラインダ制御装置１
３６には油圧シリンダ１３０が設けられ、この油
圧シリンダ１３０内部に設けられたピストン１２
９の軸端１３１，１３１′は、ロボツト腕端１３
３に設けられた枠１３２に固定され、油圧源１３
７から電油サーボ弁１２７を介して供給される油
圧によつて、グラインダ１２４はロボツト腕端１
３３を基準として研削対象物１２３に対して前後
進する。また、グラインダ１２４のロボツト腕端
１３３に対する相対位置は、ポテンシヨメータ１
２６によつて検出され、x_P（ｔ）を出力する。

次に、このトルク位置制御システムの動作を説
明する。前述したように、ロボツトシーケンスコ
ントローラ１０２は、ロボツトを第６図中の軌跡
L₁の間にPTP制御し、研削軌跡の始点_Sにグラ
インダ１２４を移動させると、グラインドモード
信号（G.M.）を発する。このトルク位置制御シ
ステムでは、このグラインドモード信号（G.M.）
を受けて、グラインダ１２４の目標回転数n₀を目
標回転数設定器１４８を通して減算器１４２に出
力する。同時に、定電流設定器１４１によつて定
電流I₀をサーボ弁１３５に出力し、これにより、
グラインダ１２４は回転力伝達系（サーボ弁１３
５、油圧モータ１３４、回転力伝達機構１２８）
の電流I₀をパラメータとする電油サーボ弁１３５
のトルク回転数特性曲線上で、トルク零に対応す
る最高回転数で回転する。この回転は、回転数検
出器１２５によりパルス列n_P（ｔ）に変換され、
更に、周波数−電圧変換器１３８によりアナログ
電圧値ｎ（ｔ）に変換され、減算器１４２と比較
器１４９へ出力される。この比較器１４９はｎ
（ｔ）とn₀を常に比較しているが、一度でもｎ
（ｔ）n₀となつたならば、その論理出力信号v_c
は“１”のレベルをホールドするように動作す
る。この場合、グラインダ１２４は研削対象物１
２３と接触していないので、ｎ（ｔ）＞n₀となり、
比較器１４９はリレー１５０に論理信号v_c＝“０”
を出力する。リレー１５０には、論理信号“１”
ならば接点が閉じ、“０”ならば開く１個のメイ
ク接点A₀と、“０”ならば接点が閉じ、“１”な
らば開く２個のブレイク接点₁，₂が付いてい
る。従つて、グラインドモード信号（G.M.）が
発せられた直後は、グラインダ１２４が研削対象
物に接触しておらず、接点１４５はOFF状態、
接点１４６，１４７はON状態となつている。グ
ラインドモード信号（G.M.）はまた、同時に位
置パターン発生器１５１にも発せられているの
で、位置パターン発生器１５１はx₀（ｔ）を出力
している。この場合、接点１４６，１４７によつ
て加算／減算器１４３には位置パターン発生器１
５１からの目標位置信号x₀（ｔ）がプラスに、ポ
テンシヨメータ１２６からのグラインダ１２４の
現在位置信号x_P（ｔ）がマイナスに加わるので、
サーボアンプ１４０にはx₀（ｔ）−x_P（ｔ）が出力
され、サーボアンプ１４０より電力増幅されてサ
ーボ弁１２７に出力されるので、x₀（ｔ）を目標
値とする位置制御ループ○

Claims

【特許請求の範囲】１移動可能な腕を有するロボツト本体と、予め
３次元測定機またはマニユアル操作によつて得た
被加工部の最終仕上面を通る加工点に対応して腕
が移動すべき軌跡を表す位置指令および該軌跡上
の移動速度指令を記憶するメモリ、および、該メ
モリから読み出された前記位置指令に基づくサー
ボにより腕の軌跡を制御するとともに、前記位置
指令に基づく前記腕の目標位置と実位置との偏差
に前記メモリからの速度指令を加算してフイード
ホワード制御することにより腕の実際の軌跡およ
び該軌跡上の速度を目標の軌跡および該軌跡上の
目標速度に一致させることにより腕を速度軌跡制
御する速度軌跡制御装置を有するロボツト制御装
置と、を具備するロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段と
からなり、前記速度軌跡制御により腕が前記被加工部を移
動するとともに、前記腕に配置された加工工具に
よる被加工部の時間当たりの加工量を制御するこ
とにより滑らかな３次元曲面を形成することを特
徴とする３次元曲面加工装置。２前記ロボツト制御装置の位置サーボは、フイ
ードバツクループを介してフイードバツクされる
その腕の軌跡に応じた位置情報を一定周期でサン
プリングし、連続する２つの位置情報に基づいて
速度を演算し、前記位置サーボに速度のフイード
バツク制御をかけることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の３次元曲面加工装置。３移動可能な腕を有するロボツト本体と、予め
３次元測定機またはマニユアル操作によつて得た
被加工部の最終仕上面を通る加工点に対応して腕
が移動すべき軌跡を表す位置指令および該軌跡上
の移動速度指令を記憶するメモリ、および、該メ
モリから読み出された前記位置指令に基づくサー
ボにより腕の軌跡を制御するとともに、前記位置
指令に基づく前記腕の目標位置と実位置との偏差
に前記メモリからの速度指令を加算してフイード
ホワード制御することにより腕の実際の軌跡およ
び該軌跡上の速度を目標の軌跡および該軌跡上の
目標速度に一致させることにより腕を速度軌跡制
御する速度軌跡制御装置を有するロボツト制御装
置と、を具備するロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段
と、前記ロボツト本体の腕に配設され、被加工部の
位置ずれ、姿勢ずれおよびうねりを検出するセン
サと、該センサからの信号に基づいて前記位置指
令と速度のフイードホワード制御とを修正するた
めの信号に変換するための信号処理回路とからな
るセンサシステムとを有するとともに、前記ロボツト制御装置に前記センサシステムか
らの修正信号に応じて位置指令と速度のフイード
ホワード制御の修正とを可能にする修正機能を持
たせることにより、被加工部の位置ずれ、姿勢ず
れおよびうねりの影響を補償するようにしたこと
を特徴とする３次元曲面加工装置。４前記ロボツト制御装置の位置サーボは、フイ
ードバツクループを介してフイードバツクされる
その腕の軌跡に応じた位置情報を一定周期でサン
プリングし、連続する２つの位置情報に基づいて
速度を演算し、前記位置サーボに速度のフイード
バツク制御をかけることを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の３次元曲面加工装置。５前記センサシステムは、被加工部に対応して
センサを所定の軌跡でスキヤニングするスキヤニ
ング装置を有することを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の３次元曲面加工装置。６前記ロボツト制御装置は、前記信号処理回路
から出力される信号に基づいて、被加工部に沿う
方向の加工軌跡上の速度を被加工部のうねりに応
じて制御することにより、被加工部のうねりを除
去するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の３次元曲面加工装置。７前記加工手段は、被加工面に対して略垂直方
向に往復動するアクチユエータを介して前記ロボ
ツトの腕に配置され、前記ロボツトの腕が被加工
部を加工軌跡に従い移動する際に、アクチユエー
タは加工手段を被加工部に対して位置制御により
接近させた後、トルク制御により一定期間は一定
トルクになるよう被加工部のうねりに応じて位置
関係を制御し、しかる後、位置制御により退避さ
せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第６項記載の３次元曲面加工装置。８移動可能な腕を有するロボツト本体と、予め
３次元測定機またはマニユアル操作によつて得た
被加工部の最終仕上面を通る加工点に対応して腕
が移動すべき軌跡を表す位置指令および該軌跡上
の移動速度指令を記憶するメモリ、および、この
メモリから読み出された位置指令に基づき設定さ
れたPTPモード信号と前記位置指令および速度
指令のパターンで設定された速度軌跡モード信号
とを出力し、前記２つのモード信号の切換えを被
加工物近傍で行うモード切換装置を含み、前記位
置指令に基づくサーボにより腕の軌跡を制御する
とともに、前記位置指令に基づく前記腕の目標位
置と実位置との偏差に前記速度指令を加算してフ
イードホワード制御することにより腕の実際の軌
跡および該軌跡上の速度を目標の軌跡および該軌
跡上の目標速度に一致させることにより腕を速度
軌跡制御するとともに、前記PTPモード信号で
前記被加工物近傍まで移動され、前記速度軌跡モ
ード信号で被加工物上を移動するように前記腕の
複数軸を制御する速度軌跡制御装置を有するロボ
ツト制御装置と、を具備するロボツトと、前記速度軌跡制御されるロボツト本体の腕の端
に該腕に対し移動可能に配置した加工工具と、該
加工工具の回転数に基づいて腕に対し加工工具を
移動することにより前記加工工具と被加工部との
位置関係を制御することにより、加工工具による
３次元曲面の被加工部の時間当たりの加工量を制
御可能にした加工制御装置とを有する加工手段と
からなり、前記速度軌跡制御により腕が前記被加工部を移
動するとともに、前記腕に配置された加工工具に
よる被加工部の時間当たりの加工量を制御するこ
とにより滑らかな３次元曲面を形成することを特
徴とする３次元曲面加工装置。