JPH0428471B2 - - Google Patents
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- JPH0428471B2 JPH0428471B2 JP22023282A JP22023282A JPH0428471B2 JP H0428471 B2 JPH0428471 B2 JP H0428471B2 JP 22023282 A JP22023282 A JP 22023282A JP 22023282 A JP22023282 A JP 22023282A JP H0428471 B2 JPH0428471 B2 JP H0428471B2
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接用ロボツトにおけるウイービン
グパターンの発生およびウイービングパターンの
自動継続に関するものである。
グパターンの発生およびウイービングパターンの
自動継続に関するものである。
溶接ロボツトの教示線に沿つて溶接トーチ先端
を揺動させるいわゆるウイービング運動を実現す
る方法として、ウイービング中心を教示線通りに
溶接トーチを動かすべく溶接ロボツト各駆動軸の
位置サーボに支えられる位置入力にウイービング
運動用繰返し信号を重量する方式が米国特許第
4188525号公報および特開昭56−89379号公報によ
つて提案されている。しかし、ウイービング用く
り返し信号として発振器や信号記憶要素を使用す
るこの従来方式では、教示線が３次元的に任意に
変化する場合には適正なウイービングパターンを
実現できない欠点がある。何故ならば各駆動軸位
置サーボに与えられるべきウイービング用くり返
し信号は、一定振巾、一定周波数の信号では、い
けないことは、多関節ロボツト、極座標ロボツ
ト、円筒座標ロボツトで教示線が直線である場合
を考えれば容易に理解される。
を揺動させるいわゆるウイービング運動を実現す
る方法として、ウイービング中心を教示線通りに
溶接トーチを動かすべく溶接ロボツト各駆動軸の
位置サーボに支えられる位置入力にウイービング
運動用繰返し信号を重量する方式が米国特許第
4188525号公報および特開昭56−89379号公報によ
つて提案されている。しかし、ウイービング用く
り返し信号として発振器や信号記憶要素を使用す
るこの従来方式では、教示線が３次元的に任意に
変化する場合には適正なウイービングパターンを
実現できない欠点がある。何故ならば各駆動軸位
置サーボに与えられるべきウイービング用くり返
し信号は、一定振巾、一定周波数の信号では、い
けないことは、多関節ロボツト、極座標ロボツ
ト、円筒座標ロボツトで教示線が直線である場合
を考えれば容易に理解される。
一例を多関節ロボツトにとり、その各駆動軸の
合成運動として溶接トーチ先端を直線的に動かす
場合を考えると、直線運動は各駆動軸の連動制御
によつてのみ可能で、各駆動軸位置サーボに与え
られる位置入力信号はランプ状あるいはステツプ
状の一定信号ではなく、時々刻々のロボツト姿勢
により変動する複雑な位置入力信号であり、所望
のウイービングパターンを得るためには、各駆動
軸位置サーボに入力される複雑な位置入力信号に
重畳さるべきウイービングくり返し信号も当然ロ
ボツト各駆動軸の姿勢に応じ複雑に変化さるべき
ものであるから、簡単な発振器では実現できな
い。
合成運動として溶接トーチ先端を直線的に動かす
場合を考えると、直線運動は各駆動軸の連動制御
によつてのみ可能で、各駆動軸位置サーボに与え
られる位置入力信号はランプ状あるいはステツプ
状の一定信号ではなく、時々刻々のロボツト姿勢
により変動する複雑な位置入力信号であり、所望
のウイービングパターンを得るためには、各駆動
軸位置サーボに入力される複雑な位置入力信号に
重畳さるべきウイービングくり返し信号も当然ロ
ボツト各駆動軸の姿勢に応じ複雑に変化さるべき
ものであるから、簡単な発振器では実現できな
い。
また信号記憶要素により、ウイービング用くり
返し信号を各駆動軸の位置サーボへの位置指令と
して記憶することは、莫大な記憶容量を要し、実
用的には不可能であるからである。
返し信号を各駆動軸の位置サーボへの位置指令と
して記憶することは、莫大な記憶容量を要し、実
用的には不可能であるからである。
また、この従来方式で制約された形のウイービ
ング運動ができたとしても、多数の教示線より成
るロボツト軌跡をウイービング運動で動かすとき
には、各教示線毎にウイービング用くり返し信号
を要し、教示作業の操作性が著しく悪くなるとい
う欠点がある。
ング運動ができたとしても、多数の教示線より成
るロボツト軌跡をウイービング運動で動かすとき
には、各教示線毎にウイービング用くり返し信号
を要し、教示作業の操作性が著しく悪くなるとい
う欠点がある。
本発明は教示線の設定が容易で教示作業の操作
性を向上することのできる溶接ロボツトのウイー
ビング性御方法を提供することを課題とするもの
である。
性を向上することのできる溶接ロボツトのウイー
ビング性御方法を提供することを課題とするもの
である。
本発明は、上記の課題を解決するためになされ
たもので、ロボツト基本３軸を制御することによ
りロボツト動作領域内の任意の教示線に対し、所
望のウイービング運動を正確に実行し、また多数
の教示線から成り立つロボツト軌跡上を全てウイ
ービング運動を伴つて動かす場合に、最初の教示
線に関してのみウイービングパターン定義用３点
を教示することだけで、後続する教示線に対して
も適正なウイービング運動を可能ならしめたもの
である。
たもので、ロボツト基本３軸を制御することによ
りロボツト動作領域内の任意の教示線に対し、所
望のウイービング運動を正確に実行し、また多数
の教示線から成り立つロボツト軌跡上を全てウイ
ービング運動を伴つて動かす場合に、最初の教示
線に関してのみウイービングパターン定義用３点
を教示することだけで、後続する教示線に対して
も適正なウイービング運動を可能ならしめたもの
である。
即ち、本発明は溶接近線傍にウイービングパタ
ーン指定のために３点を教示し、この３点で決ま
る３角面をその溶接線方向へ移動させて出来る３
角柱の１つの面上を前記３点とは別に指定される
ウイービング振巾、周波数、溶接速度で決まるウ
イービング運動を溶接トーチの先端が実行しなが
ら移動するように溶接ロボツトの基本３軸を制御
するようにしたものである。
ーン指定のために３点を教示し、この３点で決ま
る３角面をその溶接線方向へ移動させて出来る３
角柱の１つの面上を前記３点とは別に指定される
ウイービング振巾、周波数、溶接速度で決まるウ
イービング運動を溶接トーチの先端が実行しなが
ら移動するように溶接ロボツトの基本３軸を制御
するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明を実行するための多関節形テイ
ーチング・プレイバツク・ロボツトの一例を示す
もので、１が消耗電極式溶接トーチである。
ーチング・プレイバツク・ロボツトの一例を示す
もので、１が消耗電極式溶接トーチである。
この溶接ロボツトは、土台２上に屈曲する２つ
のアーム３，４を具えた旋回体５を設け、アーム
３の先端に取付けららた溶接トーチ１はふり角度
及びひねり角度を駆動モータで変えられるように
なつており、溶接トーチ１のウイービングは、溶
接ロボツト基本３軸、すなわちアーム３及び４と
旋回体５を制御して行なわれる。
のアーム３，４を具えた旋回体５を設け、アーム
３の先端に取付けららた溶接トーチ１はふり角度
及びひねり角度を駆動モータで変えられるように
なつており、溶接トーチ１のウイービングは、溶
接ロボツト基本３軸、すなわちアーム３及び４と
旋回体５を制御して行なわれる。
説明の便宜上、多関節形ロボツトをとりあげて
いるが、本発明は多関節形ロボツトに限定される
ものではなく、直交形ロボツト、円筒形ロボツ
ト、極座標形ロボツト等他型式のロボツトへも適
用可能であることは勿論である。
いるが、本発明は多関節形ロボツトに限定される
ものではなく、直交形ロボツト、円筒形ロボツ
ト、極座標形ロボツト等他型式のロボツトへも適
用可能であることは勿論である。
次に、ロボツト基本３軸によるウイービング運
動に関し第２図に基づき説明する。
動に関し第２図に基づき説明する。
ロボツト運転に先立つて先ず、ウイービングの
方向、振巾、周波数、溶接上必要な条件をテイー
チングする必要がある。
方向、振巾、周波数、溶接上必要な条件をテイー
チングする必要がある。
教示点P1，P2を結ぶ溶接線の近傍でQ1，Q2，
Q3の３点を任意にテイーチングすることにより、
ウイービングの方向と振巾を設定する。２点Q1，
Q2のみでは溶接線に対するウイービングする面
PL１とウイービング中心が決まらないため、点
Q3を設定するものであ。
Q3の３点を任意にテイーチングすることにより、
ウイービングの方向と振巾を設定する。２点Q1，
Q2のみでは溶接線に対するウイービングする面
PL１とウイービング中心が決まらないため、点
Q3を設定するものであ。
本発明は1 2にQ3から垂線を下ろし、その足
をＨとし、Ｈを中心として1 2の延長線上に別
途指定されるウイービング振巾ｊとなるべく、
HQ′1＝′2＝ｊとなる点Q′1，Q′2を求め、中心
Ｈからの振巾を等しくＨ→Q1′→Ｈ→Q2′→Ｈ…の
単振動ウイービングをさせるようにするものであ
る。
をＨとし、Ｈを中心として1 2の延長線上に別
途指定されるウイービング振巾ｊとなるべく、
HQ′1＝′2＝ｊとなる点Q′1，Q′2を求め、中心
Ｈからの振巾を等しくＨ→Q1′→Ｈ→Q2′→Ｈ…の
単振動ウイービングをさせるようにするものであ
る。
以下の説明は便宜上第２図に示すようにQ1＝
Q1′としている。
Q1′としている。
Q1，Q2，Q3で作られる面PL２と1 2の交点Ｗ
（xw，yw，zw）は、 P1（x1，y1，z1） P2（x2，y2，z3） P3（x3，y3，z3） Q1（x1，y1，z1） Q2（x2，y2，z2） Q3（x3，y3，z3） ………(1) （α，β，γ）……Q1Q2――→の方向余弦 （α′，β′，γ′）……Q1Q3――→の方向余弦 （λ，μ，ν）……P1P2――→の方向余弦 ……(2) とすると、Ｗの位置は、 xw＝f1（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，
γ，α′，β′，γ′，λ，μ，ν） ＝x1＋λSA ＝x1＋λSA yw＝f2（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，γ，α′，
β′，γ′，λ，μ，ν） ＝y1＋μSA ＝y1＋μSA zw＝f3（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，γ，α′，
β′，γ′，λ，μ，ν） ＝z1＋γSA ……(3) 但し、 SA＝（x1−x1）（βα′−βα）＋（y1−y1）（αα
′−α′α）＋（z1−z1）栄αβ′−α′β）／λ（β
α′−β′α）＋μ（αα′−α′α）＋ν（αβ′−
α′β） である。そして前記P1，P2，Q1，Q2，Q3は教示
された点であり、その座標値は判明しているの
で、α，β，γ，α′，β′，γ′，λ，μ，νすなわ
ちxw，yw，zwは演算装置により簡単に求められ
る。
（xw，yw，zw）は、 P1（x1，y1，z1） P2（x2，y2，z3） P3（x3，y3，z3） Q1（x1，y1，z1） Q2（x2，y2，z2） Q3（x3，y3，z3） ………(1) （α，β，γ）……Q1Q2――→の方向余弦 （α′，β′，γ′）……Q1Q3――→の方向余弦 （λ，μ，ν）……P1P2――→の方向余弦 ……(2) とすると、Ｗの位置は、 xw＝f1（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，
γ，α′，β′，γ′，λ，μ，ν） ＝x1＋λSA ＝x1＋λSA yw＝f2（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，γ，α′，
β′，γ′，λ，μ，ν） ＝y1＋μSA ＝y1＋μSA zw＝f3（x1，y1，z1，x1，y1，z1，α，β，γ，α′，
β′，γ′，λ，μ，ν） ＝z1＋γSA ……(3) 但し、 SA＝（x1−x1）（βα′−βα）＋（y1−y1）（αα
′−α′α）＋（z1−z1）栄αβ′−α′β）／λ（β
α′−β′α）＋μ（αα′−α′α）＋ν（αβ′−
α′β） である。そして前記P1，P2，Q1，Q2，Q3は教示
された点であり、その座標値は判明しているの
で、α，β，γ，α′，β′，γ′，λ，μ，νすなわ
ちxw，yw，zwは演算装置により簡単に求められ
る。
本発明は、ウイービング中心をＨとするもので
あるが、説明をわかりやすくするために、本記載
事項中では、交点Ｗをウイービング中心と称して
説明をすすめる。実際上、第３図ａ，ｂに示すよ
うに、3線上もしくは、その近傍にＷがくる
ように設定されることが多いので、振幅方向での
中心はＨとＷがほぼ一致するので、交点Ｗをウイ
ービング中心と考えて差支えない。
あるが、説明をわかりやすくするために、本記載
事項中では、交点Ｗをウイービング中心と称して
説明をすすめる。実際上、第３図ａ，ｂに示すよ
うに、3線上もしくは、その近傍にＷがくる
ように設定されることが多いので、振幅方向での
中心はＨとＷがほぼ一致するので、交点Ｗをウイ
ービング中心と考えて差支えない。
このウイービング中心Ｗが第２図における教示
線P1P2――→上をたどる。
線P1P2――→上をたどる。
ロボツトの手首に装着した溶接トーチ先端Ｐ
は、第２図に示すようにＷの軌跡をたどるのでは
なく、時々刻々のＷの値にWHベクトルとＨから
のウイービング現在値を加算した軌跡をたどるこ
とになる。
は、第２図に示すようにＷの軌跡をたどるのでは
なく、時々刻々のＷの値にWHベクトルとＨから
のウイービング現在値を加算した軌跡をたどるこ
とになる。
溶接トーチの先端がＨから出発した基準クロツ
クＫ回後のウイービング点座標をもとめるために
１回の基準クロツク1 2′上を動く距離Ｓを求め
る。
クＫ回後のウイービング点座標をもとめるために
１回の基準クロツク1 2′上を動く距離Ｓを求め
る。
こゝにいう基準クロツクとは、一般にサーボク
ロツクと称される信号で、第５図に示す分周、立
上り微分回路３７の出力信号である。
ロツクと称される信号で、第５図に示す分周、立
上り微分回路３７の出力信号である。
その詳細は第５図に関する説明で後述するが、
同図BRM（Binary Rated MultiPlier）の出力、
即ちロボツトを構成している各軸の位置サーボ系
へのパルス列信号としての位置サーボ指令が同図
に示すクロツクφとBRMビツト数で決まる時間
で払い出し完了となる周期を有するクロツクのこ
とである。そしてその周期を基準クロツク周期と
称する。
同図BRM（Binary Rated MultiPlier）の出力、
即ちロボツトを構成している各軸の位置サーボ系
へのパルス列信号としての位置サーボ指令が同図
に示すクロツクφとBRMビツト数で決まる時間
で払い出し完了となる周期を有するクロツクのこ
とである。そしてその周期を基準クロツク周期と
称する。
この基準クロツク周期内に各軸への次の位置サ
ーボ指令データ、即ち、同図に示すバツフア４１
への入力データが演算器３１で演算される。なお
この演算クロツク周期は、通常数msに設定され、
この基準クロツク周期毎にロボツト各軸の移動量
をインクリメンタル演算し、きめの細いウイービ
ング運動を行なわせるものである。
ーボ指令データ、即ち、同図に示すバツフア４１
への入力データが演算器３１で演算される。なお
この演算クロツク周期は、通常数msに設定され、
この基準クロツク周期毎にロボツト各軸の移動量
をインクリメンタル演算し、きめの細いウイービ
ング運動を行なわせるものである。
ウイービング運動を行なわせるにあたり、最初
このＫをＫ＝１とし、基準クロツク周期毎にＫ＝
Ｋ＋１となる値にＫを増分させていく。
このＫをＫ＝１とし、基準クロツク周期毎にＫ＝
Ｋ＋１となる値にＫを増分させていく。
こゝで基準クロツク周期をC0，ウイービング
周波数数をｈ，ウイービング振巾の半分をｊとす
ると、 Ｓ＝4hjC0 ……(4) ＳのＸ，Ｙ，Ｚ成分Δx，Δy，Δzは Δx＝−Sα Δy＝−Sβ Δz＝−Sγ ……(5) で表わされる。また基準クロツクＫ回後のウイー
ビングパターン上の現在値xK，yK，zKは xK＝Ｋ・Δx yK＝Ｋ・Δy zK＝Ｋ・Δz ……(6) で表わされる。なおＨ→Q1→Ｈ→Q2′→Ｈのウイ
ービングQ1，Q2′から折り返すときにはΔx，Δy，
Δzの符号を逆にするのは当然である。WH―→の長
さと方向は常に一定であり、その成分x0，y0，z0
は x0＝x1＋jα−xw y0＝y1＋jβ−yw z0＝z1＋jγ−zw ……(7) となる。
周波数数をｈ，ウイービング振巾の半分をｊとす
ると、 Ｓ＝4hjC0 ……(4) ＳのＸ，Ｙ，Ｚ成分Δx，Δy，Δzは Δx＝−Sα Δy＝−Sβ Δz＝−Sγ ……(5) で表わされる。また基準クロツクＫ回後のウイー
ビングパターン上の現在値xK，yK，zKは xK＝Ｋ・Δx yK＝Ｋ・Δy zK＝Ｋ・Δz ……(6) で表わされる。なおＨ→Q1→Ｈ→Q2′→Ｈのウイ
ービングQ1，Q2′から折り返すときにはΔx，Δy，
Δzの符号を逆にするのは当然である。WH―→の長
さと方向は常に一定であり、その成分x0，y0，z0
は x0＝x1＋jα−xw y0＝y1＋jβ−yw z0＝z1＋jγ−zw ……(7) となる。
従つて、(6)式、(7)式にウイービング中心Ｗの座
標を加算した軌跡を溶接トーチ先端Ｐがたどれば
よい。
標を加算した軌跡を溶接トーチ先端Ｐがたどれば
よい。
指定された溶接速度をＶとすると、ウイービン
グ中心ＷがP1P2―→上をたどるための基準クロツク
毎の移動量は、 で表わされる。
グ中心ＷがP1P2―→上をたどるための基準クロツク
毎の移動量は、 で表わされる。
ウイービング中心Ｗが基準クロツクＫ回後に移
動する距離xK′，yK′，zK′は xK′＝x1＋xop・Ｋ yK′＝y1＋yop・Ｋ zK′＝z1＋zop・Ｋ ……(9) となる。
動する距離xK′，yK′，zK′は xK′＝x1＋xop・Ｋ yK′＝y1＋yop・Ｋ zK′＝z1＋zop・Ｋ ……(9) となる。
制御点である溶接トーチ先端の座標（XK，
YK，ZK）が次式になるように制御すれば所望の
ウイービングパターンが得られる。
YK，ZK）が次式になるように制御すれば所望の
ウイービングパターンが得られる。
XK＝xK′＋xK＋xp
YK＝yK′＋yK＋yp
ZK＝zK′＋zK＋zp ……(10)
つぎにロボツト手首軸の制御について説明する。
手首姿勢は、溶接線に沿いトーチ角、前進角が
溶接上で決まるある変化巾内にあるよう制御され
ねばならない。教示点P1，P2点での手首姿勢は
当然正しくテイーチングされている。毛首ふり軸
Ｂ、ひねり軸ＴのP1，P2点での値を1，1，
B2，2として、基準クロツクC0当りの増分量
ΔB，ΔTは次式より求められる。
溶接上で決まるある変化巾内にあるよう制御され
ねばならない。教示点P1，P2点での手首姿勢は
当然正しくテイーチングされている。毛首ふり軸
Ｂ、ひねり軸ＴのP1，P2点での値を1，1，
B2，2として、基準クロツクC0当りの増分量
ΔB，ΔTは次式より求められる。
よつて基準クロツクＫ回目のBK，TKは
BK＝B1＋ΔB・Ｋ
TK＝T1＋ΔT・Ｋ ……（12）
となるべく制御され、ウイービング中も常に適正
な溶接トーチ姿勢が保たれる。
な溶接トーチ姿勢が保たれる。
(1)式のＸ，Ｙ，Ｚ座標は制御点である溶接トー
チ先端の座標であるから、(1)式を求めるために、
ロボツトの形態が直交形、多関節形、円筒形、極
座標形を問わず、メモリに格納されているP1，
P2，Q1，Q2，Q3の各駆動軸座標データから直交
座標への変換が必要となる。
チ先端の座標であるから、(1)式を求めるために、
ロボツトの形態が直交形、多関節形、円筒形、極
座標形を問わず、メモリに格納されているP1，
P2，Q1，Q2，Q3の各駆動軸座標データから直交
座標への変換が必要となる。
また(10)式、（12）で計算された時々刻々（基準
クロツク毎）の溶接トーチのあるべき位置（XK，
YK，ZK，BK，TK）を実現するために(10)式の解
XK，YK，ZKをロボツト基本軸の駆動軸データに
逆変換しなければならない。ロボツト手首軸デー
タはBK，TKとなる。
クロツク毎）の溶接トーチのあるべき位置（XK，
YK，ZK，BK，TK）を実現するために(10)式の解
XK，YK，ZKをロボツト基本軸の駆動軸データに
逆変換しなければならない。ロボツト手首軸デー
タはBK，TKとなる。
第１図に示した実施例ロボツトの基本３軸、す
なわち３要素の旋回体１５及びアーム１３，１４
はそれぞれ回転角ψ，，θで制御され、手首ふ
り軸、ひねり軸は回転角Ｂ，Ｔで制御される。制
御点Ｐは溶接トーチ１１の先端である。
なわち３要素の旋回体１５及びアーム１３，１４
はそれぞれ回転角ψ，，θで制御され、手首ふ
り軸、ひねり軸は回転角Ｂ，Ｔで制御される。制
御点Ｐは溶接トーチ１１の先端である。
手首ふり軸回転中心より距離Ａ、ひねり軸回転
中心より距離ｄ離れた点Ｐがテイーチングされた
制御点であるから、その直交座標値は Ｘ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×
cosψ−dsinT・sinψ Ｘ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×
cosψ−dsinT・sinψ Ｙ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×sinψ
−dsinT・cosψ Ｚ＝Lsinθ＋lsin＋AcosB＋dcosT・sinB ……（13） となる。また(10)式で求めたXK，YK，ZKと（12）
式で求めたBK，TKより（13）式を逆変換した次
式により関節ロボツトの基本３軸の回転角ψK，
θK，Kが求まる。
中心より距離ｄ離れた点Ｐがテイーチングされた
制御点であるから、その直交座標値は Ｘ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×
cosψ−dsinT・sinψ Ｘ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×
cosψ−dsinT・sinψ Ｙ＝（Lcosθ＋lcos＋AsinB＋dcosT・cosB）×sinψ
−dsinT・cosψ Ｚ＝Lsinθ＋lsin＋AcosB＋dcosT・sinB ……（13） となる。また(10)式で求めたXK，YK，ZKと（12）
式で求めたBK，TKより（13）式を逆変換した次
式により関節ロボツトの基本３軸の回転角ψK，
θK，Kが求まる。
但し、
ａ＝√K 2＋K 2−2 2 K
−（AsinBK＋dcosTKcosBK）
ｂ＝ZK（AcosBK−dcosTKsinBK）
第４図はウイービング教示パターンの自動継続
を説明するための図である。図においてP1，P2，
P3は第２図同様テイーチング点、Q1，Q2′，Q3は
第２図と全く同じことを意味する。
を説明するための図である。図においてP1，P2，
P3は第２図同様テイーチング点、Q1，Q2′，Q3は
第２図と全く同じことを意味する。
1 2の延長線上にうPeをとる。P1とΔQ1Q2，
Q3をこのまゝ1 2にそつて平行移動しP1をP2に
もつてきたときQ1，Q2が10 20の位置になる。
P2P3と2でつくる平面に垂直な方向2を引
く。ただし2は２つのベクトルP2P3とP2Peの
外積の方向にとる。∠P3P2Pe＝ω0として
Q10Q20′を2の軸のまわりに2から2 3へ向
う方向へω0だけ回転させると、次のブロツクの
ウイービングパターン1 2が求まる。
Q3をこのまゝ1 2にそつて平行移動しP1をP2に
もつてきたときQ1，Q2が10 20の位置になる。
P2P3と2でつくる平面に垂直な方向2を引
く。ただし2は２つのベクトルP2P3とP2Peの
外積の方向にとる。∠P3P2Pe＝ω0として
Q10Q20′を2の軸のまわりに2から2 3へ向
う方向へω0だけ回転させると、次のブロツクの
ウイービングパターン1 2が求まる。
P1（1，1，1），P2（2，2，2）の座標値
か
P1P2の方向余弦（λ，μ，ν）を求め、P2（2，
y2，2），P3（3，3，3）の座標値からP2P3の方
向余弦（λ′，μ′，ν′）を求めると、ω0は次式で
定
義される。
か
P1P2の方向余弦（λ，μ，ν）を求め、P2（2，
y2，2），P3（3，3，3）の座標値からP2P3の方
向余弦（λ′，μ′，ν′）を求めると、ω0は次式で
定
義される。
ω0＝f16（λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′）
＝cos-1（λλ′，μμ′，νν′） ……（15）
Q1，Q2，Q3の座標値がそれぞれ（x1，y1，
z1），（x2，y2，z2），（x3，y3，z3）のとき1
（x1′，y1′，z1′）は次式で定義される。
z1），（x2，y2，z2），（x3，y3，z3）のとき1
（x1′，y1′，z1′）は次式で定義される。
x1′＝f17（x1，x2，x1，y1，z1，ω0，
λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′）
＝X2＋（X1，X1）cosω0＋（μν′−μ′ν）ｍ／１
＋cosω0 −（λμ′-λ′μ）（Y1-Y1）＋（νλ′-ν′λ）
（Z1，Z1） y1′＝f10（y1，y2，x1，y1，z1，ω0， λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′） ＝Y2＋（Y1，Y1）cosω0＋（νλ′−ν′λ）ｍ／１
＋cosω0 −（μν′−μ′ν）（Z1，Z1）＋（λμ′−λ′μ
）（X1−X1） x1′＝f19（z1，z2，x1，y1，z1，ω0， λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′） ＝Z2＋（Z1−Z1）cosω0＋（λμ，−λ′μ）ｍ／１
＋cosω0 −（νλ′-ν′λ）（X1-X1）＋（μν′-μ′ν）
（Y1-
Y1） ……（16） 但し、 ｍ＝（x1−1）（μν′−μ′ν）＋（Y1−1） （νλ′−ν′λ）＋（Z1−1）(λμ′-λ′μ) cosω0＝λλ′＋μμ′＋νν′2 ′（x′2，y2′，z2′），3（x3，y3，z3）も同様
に
求められる。ウイービングパターン、振巾のテイ
ーチングは最初の溶接線で１回行なうだけでよ
く、後続ブロツクではQ1，Q2，Q3を順次求め、
第２図で説明したことをくり返しながらウイービ
ングが適正な方向に自動継続される。途中にウイ
ービングをしないエアーカツトのブロツクがあつ
ても演算上は上記計算を続行するのでエアーカツ
ト後の溶接線でもウイービング点Q1，Q2，Q3の
テイーチングは不要である。換言すると、Q1，
Q2，Q3のテイーチングは１回で済む。
＋cosω0 −（λμ′-λ′μ）（Y1-Y1）＋（νλ′-ν′λ）
（Z1，Z1） y1′＝f10（y1，y2，x1，y1，z1，ω0， λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′） ＝Y2＋（Y1，Y1）cosω0＋（νλ′−ν′λ）ｍ／１
＋cosω0 −（μν′−μ′ν）（Z1，Z1）＋（λμ′−λ′μ
）（X1−X1） x1′＝f19（z1，z2，x1，y1，z1，ω0， λ，μ，ν，λ′，μ′，ν′） ＝Z2＋（Z1−Z1）cosω0＋（λμ，−λ′μ）ｍ／１
＋cosω0 −（νλ′-ν′λ）（X1-X1）＋（μν′-μ′ν）
（Y1-
Y1） ……（16） 但し、 ｍ＝（x1−1）（μν′−μ′ν）＋（Y1−1） （νλ′−ν′λ）＋（Z1−1）(λμ′-λ′μ) cosω0＝λλ′＋μμ′＋νν′2 ′（x′2，y2′，z2′），3（x3，y3，z3）も同様
に
求められる。ウイービングパターン、振巾のテイ
ーチングは最初の溶接線で１回行なうだけでよ
く、後続ブロツクではQ1，Q2，Q3を順次求め、
第２図で説明したことをくり返しながらウイービ
ングが適正な方向に自動継続される。途中にウイ
ービングをしないエアーカツトのブロツクがあつ
ても演算上は上記計算を続行するのでエアーカツ
ト後の溶接線でもウイービング点Q1，Q2，Q3の
テイーチングは不要である。換言すると、Q1，
Q2，Q3のテイーチングは１回で済む。
第５図は本発明の一実施例における演算器と、
２段バツフア付きBRMで構成されたロボツト各
駆動軸位置サーボ制御器と、ロボツト全体の動作
を統括するメインCPU（マイクロプロセツサ）と
のつなぎを示すブロツク図である。
２段バツフア付きBRMで構成されたロボツト各
駆動軸位置サーボ制御器と、ロボツト全体の動作
を統括するメインCPU（マイクロプロセツサ）と
のつなぎを示すブロツク図である。
演算器からのコマンド要求に対し、全体のロボ
ツト動作シーケンス上からウイービング溶接を行
なう場合には、メインCPU２０は図示しないテ
イーチボツクスで指定したウイービングすべきブ
ロツクの始点P1、終点P2およびウイービングパ
ターン定義点Q1，Q2，Q3のロボツト基本３軸と
ロボツト手首軸の原点からのパルス数、溶接速度
Ｖ、ウイービング周波数ｈをメモリ（図示せせ
ず）から読み出し、レヂスタ２１〜レヂスタ２７
にセツトし、ウイービング開始マクロコマンドを
出力する機能を有している。
ツト動作シーケンス上からウイービング溶接を行
なう場合には、メインCPU２０は図示しないテ
イーチボツクスで指定したウイービングすべきブ
ロツクの始点P1、終点P2およびウイービングパ
ターン定義点Q1，Q2，Q3のロボツト基本３軸と
ロボツト手首軸の原点からのパルス数、溶接速度
Ｖ、ウイービング周波数ｈをメモリ（図示せせ
ず）から読み出し、レヂスタ２１〜レヂスタ２７
にセツトし、ウイービング開始マクロコマンドを
出力する機能を有している。
演算器３１は、シーケンスコントローラ３２、
マイクロプログラムメモリ３３、パイプラインレ
ヂスタ３４、マルチプレクサ３５、RALU
（Register and Arithmetic Logicai Unit）３
６、レヂスタ２１〜レヂスタ２７、クロツクφの
分周、立ち上り微分回路３７及び基準クロツク・
アドレスゼネレータ３８より構成される。
マイクロプログラムメモリ３３、パイプラインレ
ヂスタ３４、マルチプレクサ３５、RALU
（Register and Arithmetic Logicai Unit）３
６、レヂスタ２１〜レヂスタ２７、クロツクφの
分周、立ち上り微分回路３７及び基準クロツク・
アドレスゼネレータ３８より構成される。
シーケンスコントローラ３２はマイクロプログ
ラムメモリ３３に格納されているマイクロインス
トラクシヨンの実行シーケンスを制御するアドレ
スコントローラである。パイプラインレヂスタ３
４からの制御命令により種々のアドレツシングと
スタツクコントロールを行なう。
ラムメモリ３３に格納されているマイクロインス
トラクシヨンの実行シーケンスを制御するアドレ
スコントローラである。パイプラインレヂスタ３
４からの制御命令により種々のアドレツシングと
スタツクコントロールを行なう。
更に詳しくいえば、現在実行中のアドレスのイ
ンクリメント、マクロコマンドで指定されたアド
レス選択、基準クロツクアドレスゼエネレータ３
８で指定されたアドレス選択、RALUステイタ
スを含めたテスト条件に応じた条件ジヤンプのと
きパイプラインレヂスタ３４から与えられるジヤ
ンプアドレスの選択、無条件ジヤンプのときパイ
プラインレヂスタ３４から与えられるジヤンプア
ドレスの選択、マイクロサブルーチンコール時の
スタツクコントロール等を処理する部分である。
ンクリメント、マクロコマンドで指定されたアド
レス選択、基準クロツクアドレスゼエネレータ３
８で指定されたアドレス選択、RALUステイタ
スを含めたテスト条件に応じた条件ジヤンプのと
きパイプラインレヂスタ３４から与えられるジヤ
ンプアドレスの選択、無条件ジヤンプのときパイ
プラインレヂスタ３４から与えられるジヤンプア
ドレスの選択、マイクロサブルーチンコール時の
スタツクコントロール等を処理する部分である。
アドレツシングのための入力情報としては
CPUからのマクロコマンド、基準クロツクアド
レスゼエネレータ３８の出力及びパイプラインレ
ヂスタ３４の出力の３つがある。
CPUからのマクロコマンド、基準クロツクアド
レスゼエネレータ３８の出力及びパイプラインレ
ヂスタ３４の出力の３つがある。
マイクロプログラムすなわちパイプラインレヂ
スタ３４の制御命令により、シーケンスコントロ
ーラ３２がこの３つのうちどれを選ぶか、または
どちらも選ばずカレントアドレスのインクリメン
トを行なうかが決まる。
スタ３４の制御命令により、シーケンスコントロ
ーラ３２がこの３つのうちどれを選ぶか、または
どちらも選ばずカレントアドレスのインクリメン
トを行なうかが決まる。
マクロコマンドとしてウイービング開始命令が
ある。このマクロコマンドと基準クロツクアドレ
スゼエネレータ３８の出力はハードウエア上から
いえば、それぞれの処理マイクロプログラムの先
頭アドレスを示す形で与えられる。これらがシー
ケンスコントローラに与えられていないときに
は、パイプラインレヂスタ３４出力からのジヤン
プアドレス、サブルーチンコールアドレス、カレ
ントアドレスインクリメントが与えられる。
ある。このマクロコマンドと基準クロツクアドレ
スゼエネレータ３８の出力はハードウエア上から
いえば、それぞれの処理マイクロプログラムの先
頭アドレスを示す形で与えられる。これらがシー
ケンスコントローラに与えられていないときに
は、パイプラインレヂスタ３４出力からのジヤン
プアドレス、サブルーチンコールアドレス、カレ
ントアドレスインクリメントが与えられる。
マイクロプログラムメモリ３３は本演算器３１
の中枢部で、全ての演算処理はこのマイクロプロ
グラムの指令通りに実行される。
の中枢部で、全ての演算処理はこのマイクロプロ
グラムの指令通りに実行される。
パイプラインレヂスタ３４はマイクロプログラ
ムメモリ３３のバツフアレヂスタで現在実行すべ
き演算用マイクロインストラクシヨンをRALU
３６へ出力するとともに、次のマイクロアドレス
決定のための制御命令をシーケンスコントローラ
３２と、マルチプレクサ３５へ出力し、ジヤンプ
アドレス、サブルーチンコールアドレス、カレン
トアドレスインクリメントをシーケンスコントロ
ーラ３２へ出力する。またウイービング中心がそ
のブロツクの終点P2点に到達したときには、次
のブロツクの座標データを要求するコマンド要求
をメインCPU２０へ出力する。
ムメモリ３３のバツフアレヂスタで現在実行すべ
き演算用マイクロインストラクシヨンをRALU
３６へ出力するとともに、次のマイクロアドレス
決定のための制御命令をシーケンスコントローラ
３２と、マルチプレクサ３５へ出力し、ジヤンプ
アドレス、サブルーチンコールアドレス、カレン
トアドレスインクリメントをシーケンスコントロ
ーラ３２へ出力する。またウイービング中心がそ
のブロツクの終点P2点に到達したときには、次
のブロツクの座標データを要求するコマンド要求
をメインCPU２０へ出力する。
このパイプラインレヂスタ３４は、２つの信号
パスを形成し、各々を並列に同時進行させ、マイ
クロサイクルタイムを短縮させ、演算の高速化を
はかるためにある。
パスを形成し、各々を並列に同時進行させ、マイ
クロサイクルタイムを短縮させ、演算の高速化を
はかるためにある。
すなわち、１つのパスはパイプラインレヂスタ
３４→シーケンスコントローラ３２→マイクロプ
ログラムメモリ３３とつながるコントロール系の
パス、今一つはパイプラインレヂスタ３４→
RALU３６の演算系のパスで、この２つのパス
を同じクロツクサイクルの間に並列に動作させる
ために、パイプラインレヂスタ３４が用意されて
いる。
３４→シーケンスコントローラ３２→マイクロプ
ログラムメモリ３３とつながるコントロール系の
パス、今一つはパイプラインレヂスタ３４→
RALU３６の演算系のパスで、この２つのパス
を同じクロツクサイクルの間に並列に動作させる
ために、パイプラインレヂスタ３４が用意されて
いる。
クロツクCPの立ち上り時には既にコントロー
ル系のパスで準備されたマイクロプログラムの次
の命令がパイプラインレヂスタ３４の入力にあら
われているため、メモリフエツチ時間がゼロと等
価な高速動作が可能となる。
ル系のパスで準備されたマイクロプログラムの次
の命令がパイプラインレヂスタ３４の入力にあら
われているため、メモリフエツチ時間がゼロと等
価な高速動作が可能となる。
マルチプレクサ３５はパイプラインレヂスタ３
４の制御命令に応じRALUステイタスのテスト
条件をシーケンスコントローラ３２へ与え、それ
ぞれの処理プログラムへの条件ジヤンプを実行さ
れるためのものである。
４の制御命令に応じRALUステイタスのテスト
条件をシーケンスコントローラ３２へ与え、それ
ぞれの処理プログラムへの条件ジヤンプを実行さ
れるためのものである。
RALU３６は論理・算術演算ユニツトとプロ
グラマブルレヂスタで構成され、マイクロプログ
ラムで規定された演算インストラクシヨンを実行
する。演算結果である基準クロツク毎のロボツト
各駆動軸の増分パルス数がRALU３６内の所定
のレヂスタに格納される。
グラマブルレヂスタで構成され、マイクロプログ
ラムで規定された演算インストラクシヨンを実行
する。演算結果である基準クロツク毎のロボツト
各駆動軸の増分パルス数がRALU３６内の所定
のレヂスタに格納される。
レヂスタ２１は始点P1、レヂスタ２２は終点
P2、レヂスタ２３はQ1点、レヂスタ２４はQ2点、
レヂスタ２５はQ3点のロボツト基本３軸とロボ
ツト手首の原点からのパルス数を格納するレヂス
タである。
P2、レヂスタ２３はQ1点、レヂスタ２４はQ2点、
レヂスタ２５はQ3点のロボツト基本３軸とロボ
ツト手首の原点からのパルス数を格納するレヂス
タである。
レヂスタ２６は溶接速度Ｖを、レヂスタ２７は
ウイービング周波数ｈを格納するレヂスタであ
る。バツフア４１はロボツト各駆動軸のつぎの基
準クロツクで払い出すべき増分パルス数を格納す
るレヂスタ、バツフア４２は現在払い出し中の増
分パルス数を格納するレヂスタである。
ウイービング周波数ｈを格納するレヂスタであ
る。バツフア４１はロボツト各駆動軸のつぎの基
準クロツクで払い出すべき増分パルス数を格納す
るレヂスタ、バツフア４２は現在払い出し中の増
分パルス数を格納するレヂスタである。
BRMはバツフア４２に格納されているパルス
数を基準クロツク周期内に、クロツクφに同期し
たパルスとして均一一様に配分し、基準クロツク
毎にバツフア転送用払い出し完了信号を出力す
る。
数を基準クロツク周期内に、クロツクφに同期し
たパルスとして均一一様に配分し、基準クロツク
毎にバツフア転送用払い出し完了信号を出力す
る。
分周、立ち上り微分回路はクロツクφより
BRMのビツト数だけ分周された基準クロツクを
作りその立ち上りを微分する回路で、BRM払い
出し完了信号と基準クロツクの同期をとるための
ものである。
BRMのビツト数だけ分周された基準クロツクを
作りその立ち上りを微分する回路で、BRM払い
出し完了信号と基準クロツクの同期をとるための
ものである。
第６図は、第５図で説明したBRMから払い出
される指令パルスにより制御される多関節形ロボ
ツトの基本３軸（ψ軸、θ軸、軸）と手首２軸
（Ｂ軸、Ｔ軸）の位置サーボである。
される指令パルスにより制御される多関節形ロボ
ツトの基本３軸（ψ軸、θ軸、軸）と手首２軸
（Ｂ軸、Ｔ軸）の位置サーボである。
溶接トーチ先端がウイービング運動をするべく
与えられた各軸指令パルスと各パルスゼネレータ
616，626，636，646，656からのフイードバツク
パルスとの差が偏差カウンタ611、621，631，
641，651から出力されＤ／Ａ変換器612，622，
632，642，652を介してアナログの速度指令がサ
ーボアンプ613，623，633，643，653に夫々入力
される。サーボアンプはその速度指令とタコゼネ
レータ615，625，635，，645，655の出力（検出速
度）とを夫々比較し、その差がなくなるように各
駆動モータを制御する。この位置サーボ系によ
り、ロボツトに装着された溶接トーチ先端が指令
パルス通りに追従し所望のウイービング動作が行
なわれる。
与えられた各軸指令パルスと各パルスゼネレータ
616，626，636，646，656からのフイードバツク
パルスとの差が偏差カウンタ611、621，631，
641，651から出力されＤ／Ａ変換器612，622，
632，642，652を介してアナログの速度指令がサ
ーボアンプ613，623，633，643，653に夫々入力
される。サーボアンプはその速度指令とタコゼネ
レータ615，625，635，，645，655の出力（検出速
度）とを夫々比較し、その差がなくなるように各
駆動モータを制御する。この位置サーボ系によ
り、ロボツトに装着された溶接トーチ先端が指令
パルス通りに追従し所望のウイービング動作が行
なわれる。
つぎに、第５図に示した制御回路によるウイー
ビング制御動作について説明する。
ビング制御動作について説明する。
演算器３１は最初ウエイトルーチンを実行して
いる。シーケンスコントローラ３２は、メイン
CPU２０からマクロコマンドが与えられると、
そのサービスプログラムの先頭アドレスを選択す
る制御命令をパイプラインレヂスタ３４から与え
られながら、演算器３１がウエイトルーチンを実
行するようアドレスコントロールしている。
いる。シーケンスコントローラ３２は、メイン
CPU２０からマクロコマンドが与えられると、
そのサービスプログラムの先頭アドレスを選択す
る制御命令をパイプラインレヂスタ３４から与え
られながら、演算器３１がウエイトルーチンを実
行するようアドレスコントロールしている。
このウエイトルーチンには基準クロツク分周回
路３７をリセツトする命令が入つているため、基
準クロツクは発生しない。
路３７をリセツトする命令が入つているため、基
準クロツクは発生しない。
ウイービング制御を始めるにあたつてメイン
CPU２０は、まずレヂスタ２１〜レヂスタ２５
に、溶接倣いブロツクの始点P1（1，1，1，
T1，1）、終点P2（2，2，2，2，2）、ウイ
ービングパターン定義点Q1（ψ1，θ1，1，T1，
B1）、Q2（ψ2，θ2，2，T2，B2）、Q3（ψ3，θ3，
3，T3，B3）の座標値をセツトする。
CPU２０は、まずレヂスタ２１〜レヂスタ２５
に、溶接倣いブロツクの始点P1（1，1，1，
T1，1）、終点P2（2，2，2，2，2）、ウイ
ービングパターン定義点Q1（ψ1，θ1，1，T1，
B1）、Q2（ψ2，θ2，2，T2，B2）、Q3（ψ3，θ3，
3，T3，B3）の座標値をセツトする。
またレヂスタ２６、レヂスタ２７に、溶接速度
Ｖ、ウイービング周波数ｈをセツトする。
Ｖ、ウイービング周波数ｈをセツトする。
メインCPU２０がウイービング開始マクロコ
マンド出力するとウイービング制御用サービスマ
イクロプログラムの先頭アドレスN#が選択され
る。
マンド出力するとウイービング制御用サービスマ
イクロプログラムの先頭アドレスN#が選択され
る。
このプログラムには、基準クロツク分周回路３
７のリセツト信号の解除命令が入つているため、
分周回路３７はクロツクφをカウントし始める。
以後次の基準クロツクアドレスゼネレータ３８よ
りの出力がくるまでシーケンスコントローラ３２
は演算処理に必要なアドレツシングを行なうよう
動作する。
７のリセツト信号の解除命令が入つているため、
分周回路３７はクロツクφをカウントし始める。
以後次の基準クロツクアドレスゼネレータ３８よ
りの出力がくるまでシーケンスコントローラ３２
は演算処理に必要なアドレツシングを行なうよう
動作する。
では次にN#から始まるウイービング制御プロ
グラムについて説明しよう。
グラムについて説明しよう。
レヂスタにセツトされているP1，P2，Q1，Q2，
Q3を（13）式により(1)式に示す直交座標系デー
タに変換する つぎにレヂスタ２７にセツトされているｈによ
り(4)式、(5)式を解く。また、レヂスタ２６にセツ
トされているＶにより(8)式を解く。また(2)式及び
(3)式を解き次いで(7)式を解く。
Q3を（13）式により(1)式に示す直交座標系デー
タに変換する つぎにレヂスタ２７にセツトされているｈによ
り(4)式、(5)式を解く。また、レヂスタ２６にセツ
トされているＶにより(8)式を解く。また(2)式及び
(3)式を解き次いで(7)式を解く。
P1，P2の手首軸角度より（11）式を解く。こ
れ以降の処理プログラムが格納されている先頭番
地がM#であるとする。
れ以降の処理プログラムが格納されている先頭番
地がM#であるとする。
一番最初の基準クロツクではＫ＝１にして(6)式
を解く。(9)式、(7)式より(10)式のXK，YK，ZKを求
める。（12）式よりBK，TKを求める。
を解く。(9)式、(7)式より(10)式のXK，YK，ZKを求
める。（12）式よりBK，TKを求める。
（12）式の解BK，TKと前回の基準クロツク時
のBK，TK（今の場合には1，1）の差ΔB、ΔT
をRALU３６内の所定のレヂスタにセツトする。
のBK，TK（今の場合には1，1）の差ΔB、ΔT
をRALU３６内の所定のレヂスタにセツトする。
(10)式の解XK，YK，ZKとBK，TKを（14）式に
代入して基本３軸ψK，θK，Kを求め、前回の基
準クロツク時のψK，θK，K（今の場合1，1，
1）の差Δψ，Δθ，ΔをRALU内の所定のレヂ
スタにセツトし演算器３１は待機する。
代入して基本３軸ψK，θK，Kを求め、前回の基
準クロツク時のψK，θK，K（今の場合1，1，
1）の差Δψ，Δθ，ΔをRALU内の所定のレヂ
スタにセツトし演算器３１は待機する。
この待機はメインCPU２０よりのマクロコマ
ンドを待つウエイトルーチンとは異なり、次の基
準クロツクアドレスゼネレータ出力Ｍ＃ を待つル
ーチンであり、分周回路３７のリセツトは行なわ
れない。
ンドを待つウエイトルーチンとは異なり、次の基
準クロツクアドレスゼネレータ出力Ｍ＃ を待つル
ーチンであり、分周回路３７のリセツトは行なわ
れない。
以上の演算が終了するまでの時間以上に基準ク
ロツク周期が長くなるようにクロツクφとBRM
ビツト数を設定しているので、演算時間が間にあ
わないというトラブルは発生しない。
ロツク周期が長くなるようにクロツクφとBRM
ビツト数を設定しているので、演算時間が間にあ
わないというトラブルは発生しない。
演算器３１がＭ＃
を待つウエイトルーチンを実
行しているとき基準クロツクが発生すると同時に
BRMより払い出し完了信号が出力され、５ケの
バツフア４１に前記RALU３６内の所定のレヂ
スタからΔψ，Δθ，Δ，ΔB，ΔTがそれぞれロ
ードされ、バツフア４２にはバツフア４１の内容
がロードされる。
行しているとき基準クロツクが発生すると同時に
BRMより払い出し完了信号が出力され、５ケの
バツフア４１に前記RALU３６内の所定のレヂ
スタからΔψ，Δθ，Δ，ΔB，ΔTがそれぞれロ
ードされ、バツフア４２にはバツフア４１の内容
がロードされる。
初回の基準クロツクではバツフア４１がクリア
されたままであるため、バツフア４２には０が入
り、BRMによるパルス払い出しは行なわれな
い。この基準クロツクにより基準クロツクアドレ
スゼエネレータ３８が作動し、マイクロプログラ
ムはＭ＃ から実行され始めＮ＝２にして(6)式を求
める。
されたままであるため、バツフア４２には０が入
り、BRMによるパルス払い出しは行なわれな
い。この基準クロツクにより基準クロツクアドレ
スゼエネレータ３８が作動し、マイクロプログラ
ムはＭ＃ から実行され始めＮ＝２にして(6)式を求
める。
そこで(9)式を求め(10)式のXK，YK，ZKを求め
る。また（12）式のBK，TKを求め、前回との差
ΔB，ΔTをRALU内の所定のレヂスタにセツト
する。このXK，YK，ZKとBK，TKを（14）式に
代入しψK，θK，Kを求め、前回との差Δψ，Δθ，
ΔをRALU内の所定のレヂスタにセツトする。
る。また（12）式のBK，TKを求め、前回との差
ΔB，ΔTをRALU内の所定のレヂスタにセツト
する。このXK，YK，ZKとBK，TKを（14）式に
代入しψK，θK，Kを求め、前回との差Δψ，Δθ，
ΔをRALU内の所定のレヂスタにセツトする。
その後演算器は待機し、次の基準クロツクアド
レスゼネレータ出力Ｍ＃ を待つ。
レスゼネレータ出力Ｍ＃ を待つ。
つぎの基準クロツクでバツフア４２には前回の
バツフア１の内容が入り、バツフア４１には今回
のΔψ，Δθ，Δ，ΔT，ΔBがそれぞれロードさ
れ、BRMにより各軸位置サーボへ指令パルスが
払い出される。
バツフア１の内容が入り、バツフア４１には今回
のΔψ，Δθ，Δ，ΔT，ΔBがそれぞれロードさ
れ、BRMにより各軸位置サーボへ指令パルスが
払い出される。
次に演算器は基準クロツクがくる毎にψK，θK，
K，TK，BKを求め前回の基準クロツク時との差
Δψ，Δθ，Δ，ΔT，ΔBにより位置サーボ制御
を行なう。
K，TK，BKを求め前回の基準クロツク時との差
Δψ，Δθ，Δ，ΔT，ΔBにより位置サーボ制御
を行なう。
ウイービング中心がブロツクの終点P2に達す
ると、演算器３１な次のブロツクでのウイービン
グ方向を決め、前のブロツクのウイービング振巾
と等しい振巾になるようにウイービングパターン
継続処理を行なう。すなわち、既に前ブロツクで
求めたP1P2――→の方向余弦（λ，μ，ν）とP2P3――
→の
方向余弦（λ′，μ′，ν′）により（15）式のω0を
求
め、（16）式より次ブロツクでのQ1点すなわち第
３図で説明した1点、の座標x′1，y′1，z′1を求め
る。同様に1点、3点を求め(1)式のQ1，Q2，Q3
を入れ替える。
ると、演算器３１な次のブロツクでのウイービン
グ方向を決め、前のブロツクのウイービング振巾
と等しい振巾になるようにウイービングパターン
継続処理を行なう。すなわち、既に前ブロツクで
求めたP1P2――→の方向余弦（λ，μ，ν）とP2P3――
→の
方向余弦（λ′，μ′，ν′）により（15）式のω0を
求
め、（16）式より次ブロツクでのQ1点すなわち第
３図で説明した1点、の座標x′1，y′1，z′1を求め
る。同様に1点、3点を求め(1)式のQ1，Q2，Q3
を入れ替える。
その後演算器３１からのコマンド要求に対しメ
インCPU２０はこのブロツクの終点P2の座標値
をレヂスタ２１にセツトした後次ブロツクの終点
のロボツト５軸の原点からのパルス数をレヂスタ
２２にセツトし、ウイービング開始マクロコマン
ドを演算器３１に与える。その後、前記動作がく
り返される。
インCPU２０はこのブロツクの終点P2の座標値
をレヂスタ２１にセツトした後次ブロツクの終点
のロボツト５軸の原点からのパルス数をレヂスタ
２２にセツトし、ウイービング開始マクロコマン
ドを演算器３１に与える。その後、前記動作がく
り返される。
また、２段バツフアにより指令パルスを払い出
しながらいつもバツフア４１に次のセグメントデ
ータが入つているため、ブロツクの切換え箇所に
きたときにもブロツク間停止がなく、なめらかな
ウイービング溶接が実現される。
しながらいつもバツフア４１に次のセグメントデ
ータが入つているため、ブロツクの切換え箇所に
きたときにもブロツク間停止がなく、なめらかな
ウイービング溶接が実現される。
以上説明したように、本発明により、教示線の
教示及び唯３点の教示と、振巾、周波数の指定
（通常キイースイツチで指定される）のみで溶接
ロボツト全動作領域内で、どんな溶接線に対して
も適正なウイービング運動が可能となり、また２
番目以降の溶接線に対しては同一ウイービングパ
ターンが自動継続されるので２番目以降の溶接線
に対するウイービング用の特別の教示が不用とな
るため、ウイービング教示の作業性が大巾に向上
し溶接ロボツトの運転操作に貢献するところ大で
ある。
教示及び唯３点の教示と、振巾、周波数の指定
（通常キイースイツチで指定される）のみで溶接
ロボツト全動作領域内で、どんな溶接線に対して
も適正なウイービング運動が可能となり、また２
番目以降の溶接線に対しては同一ウイービングパ
ターンが自動継続されるので２番目以降の溶接線
に対するウイービング用の特別の教示が不用とな
るため、ウイービング教示の作業性が大巾に向上
し溶接ロボツトの運転操作に貢献するところ大で
ある。
第１図は本発明を実施するためのアース溶接ロ
ボツトの斜視図、第２図はウイービング運動設定
用教示点の説明図、第３図は実際の教示例を示す
説明図、第４図はウイービング教示パターンの自
動継続を説明するための図、第５図は実施例にお
ける制御回路のブロツク図、第６図は実施例にお
けるサーボ制御部のブロツク図である。 １……溶接トーチ、２……土台、３及び４……
アーム、５……旋回体。
ボツトの斜視図、第２図はウイービング運動設定
用教示点の説明図、第３図は実際の教示例を示す
説明図、第４図はウイービング教示パターンの自
動継続を説明するための図、第５図は実施例にお
ける制御回路のブロツク図、第６図は実施例にお
けるサーボ制御部のブロツク図である。 １……溶接トーチ、２……土台、３及び４……
アーム、５……旋回体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の教示線の任意の１つの教示線近傍に、
ウイービングパターン指定のために３点、すなわ
ち、ウイービング面PL１を決めるための２点Q1，
Q2とウイービング中心を決めるための１点Q3を
教示すると共に、前記３点とは別にウイービング
振巾、周波数、溶接速度を指定し、溶接ロボツト
の基本３軸を制御して溶接トーチの先端を、前記
３点の教示によつて決まる３角形平面PL２をそ
の教示線方向へ移動させて出来る３角柱の前記ウ
イービング面PL１上を前記指定したウイービン
グ振巾、周波数、溶接速度で移動させることを特
徴とする溶接ロボツトのウイービング制御方法。 ２ 第１の溶接線の近傍にウイービング運動を定
義する３点を教示し、続く第２以下の溶接線にた
いしては、前記３点で形成される面の３次元平行
移動プラス回転演算を行なうことによりウイービ
ングパターンを自動継続させることを特徴とする
特許請求範囲第１項記載の溶接ロボツトのウイー
ビング制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023282A JPS58154459A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 溶接ロボットのウィービング制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023282A JPS58154459A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 溶接ロボットのウィービング制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158627A Division JPS5877775A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 溶接ロボツトの制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154459A JPS58154459A (ja) | 1983-09-13 |
| JPH0428471B2 true JPH0428471B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=16747951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22023282A Granted JPS58154459A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 溶接ロボットのウィービング制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154459A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254982A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-06 | Komatsu Ltd | ウイ−ビング溶接方法 |
| JPH0692029B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1994-11-16 | ファナック株式会社 | ア−ク溶接ロボットの制御方法 |
| JPH02139194A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-29 | Tokico Ltd | 工業用ロボット |
| JP2698000B2 (ja) * | 1992-07-03 | 1998-01-19 | 株式会社日立製作所 | 溶接装置 |
| JP4859386B2 (ja) * | 2005-04-20 | 2012-01-25 | 株式会社小松製作所 | アーク溶接装置及びアーク溶接装置のウィービング溶接方法 |
-
1982
- 1982-12-17 JP JP22023282A patent/JPS58154459A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58154459A (ja) | 1983-09-13 |
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