JPH07168617A - ロボットのオフライン教示方法 - Google Patents

ロボットのオフライン教示方法

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JPH07168617A
JPH07168617A JP6142787A JP14278794A JPH07168617A JP H07168617 A JPH07168617 A JP H07168617A JP 6142787 A JP6142787 A JP 6142787A JP 14278794 A JP14278794 A JP 14278794A JP H07168617 A JPH07168617 A JP H07168617A
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JP
Japan
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robot
data
work
spraying
teaching method
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JP6142787A
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English (en)
Inventor
Akira Yoshikawa
章 吉川
Yukihiko Kitano
幸彦 北野
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to three-dimensional [3D] surfaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高品質の製品を生産するロボットのオフライン
教示方法の提供するにある。 【構成】ＣＡＤ１では、ワークの三次元幾何形状モデル
定義を行い、そのワークのモデルデータをロボットシミ
ュレーシンシステム２に転送する。ロボットシミュレー
ションシステム２ではワークモデルデータを再構築する
とともに、ロボットのモデル定義を行い、ロボットの教
示位置・姿勢・軌跡・動作コマンド列を自動生成し、更
にシミュレーション言語プログラムをロボット言語プロ
グラムに変換する。パソコン３では、転送されたロボッ
ト言語プログラムをロボットコントローラ４が解釈可能
なデータに変換し、変換したデータをロボットコントロ
ーラ４へ転送する。ロボットコントローラ４は転送され
たデータに基づいてロボット５を動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ支援設計
システム（ＣＡＤ）を用いてロボット及びその作業環境
の形状定義、ロボットの動作をシミュレーションし教示
データを生成するロボットの教示方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業用ロボットにその作業を教示
するためには、教示者がティーチィングボックスを携行
し、ロボットの動作範囲にはいり、ロボットアームを作
業位置まで動かし、教示者の目視によりその作業位置が
望ましい位置か判断し教示を行う方法が一般的であっ
た。
【０００３】しかし、この方法はロボットを教示するた
めに生産を長時間休止させる必要があるという経済的に
大きな問題があり、さらに教示者にとって危険な場所で
の長時間作業は肉体的にも精神的に大きな負担となる。
これを解決する手段として、近年、ロボットのコントロ
ーラと独立なＣＡＤ上にロボット及びその作業環境の幾
何形状モデルを構築し、これらのデータに基づいて実環
境と相似な位置関係をグラフィックディスプレイ上に表
示し、教示者が所望の位置を指定し前記ロボットをＣＡ
Ｄ上で動作させ、ロボットの教示データを作成するオフ
ライン教示方法がある。
【０００４】しかし、このオフライン教示方法を用いて
も教示者は前記ロボットの作業位置や経路を一つ一つ指
定する必要があり、極めて煩雑で時間がかかる大変な作
業である。そこで、教示者が表示されたモデルを見なが
ら対象物指示レベルのコマンドを対話的に入力すること
により、動作コマンド列からなるプログラムを自動生成
するロボットのオフライン教示が特開平１−２４８２０
３号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記ロボットのオフラ
イン教示方法では、対話的にコマンドを入力する必要が
あり、特に複雑な三次元物体に対するオフライン教示の
工数は増大するという問題がある。更に例えば塗装ロボ
ットのような教示者によってロボットの教示位置・姿勢
や動作軌跡を自由に教示できる場合、教示者の技能レベ
ルによって製品の品質に大きな影響を与えるという問題
があった。
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたもので、その目的とするところは幾何データから単
純に得られる動作データだけでなく、熟練作業者の持つ
ノウハウを含んだ器用な動作コマンド列からなるプログ
ラムを短時間に生成し、高品質の製品を生産するロボッ
トのオフライン教示方法の提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ロボット及びその作業環境の幾
何形状モデルを構築し、グラフィックディスプレイ上に
前記ロボットと幾何形状モデルとの幾何学的位置を実物
と相似の位置に表示し、作業者の作成したプログラムに
より前記ロボットをＣＡＤ上で動作させ、前記プログラ
ムを動作レベルのコマンド列からなるプログラムに変換
し、実物のロボットを使用することなくロボット動作の
教示を行うロボットのオフライン教示方法において、Ｃ
ＡＤ上に構築されたワークの幾何形状モデルから有用な
特徴や判別データを導出する幾何形状解釈段階と、導出
されたデータと動作データをルール付けする動作データ
設定段階と、このルール付けに基づいてロボットの教示
位置・姿勢・軌跡・動作コマンド列を自動生成する動作
コマンド生成段階とからなることを特徴とする 請求項２の発明は、請求項１の発明において、 ワーク
の幾何形状モデルが略平面で構成されている場合に、幾
何モデル解釈段階で、隣接する面同士の凹凸関係デー
タ、水平面・立ち面・斜面データ、面の面積データ、面
の名称データ、面の法線方向データ、基準面と面との角
度データ、面の長辺と短辺データの内、少なくとも一つ
を面の属性とすることを特徴とする。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、ワークの幾何形状モデルが自由曲面で構成されてい
る場合に、幾何モデル解釈段階で、自由曲面を所定の幅
或いは面積で格子平面に分割・近似して隣接する面同士
の相対的角度データ、水平面・立ち面・斜面の各デー
タ、面の面積データ、面の名称データ、面の法線方向デ
ータ、基準面と面との角度データ、面の長辺と短辺デー
タの内、少なくとも一つの面の属性とすることを特徴と
する。
【０００９】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に関
して面の法線方向とロボットのアーム先端に取り付けた
塗装ガンの軸方向を所定角度に保持する吹き付けの場合
に、隣接する面が凸関係の端部より所定量外側の位置に
教示位置・姿勢を生成することを特徴とする。請求項５
の発明は、請求項２の発明において、吹き付け塗装作業
をするロボットにおける応用に関して面の法線方向とロ
ボットのアーム先端に取り付けた塗装ガンの軸方向を所
定角度に保持する吹き付けの場合に、吹き付けパターン
が楕円形状のとき、塗装ガンの軸回りに所定量回転させ
た教示位置・姿勢を生成することを特徴とする。
【００１０】請求項６の発明は、請求項２の発明におい
て、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に関
して面の法線方向とロボットのアーム先端に取り付けた
塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き付けの場合
に、凹凸関係にある稜線からの所定等距離位置より中心
と円弧を求め、更に前記円弧データより塗装ガンの姿勢
軸方向を求めて教示位置・姿勢を生成することを特徴と
する。
【００１１】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、塗装ガン先端と吹き付けする面との距離を所定量保
持して教示位置・姿勢を生成することを特徴とする。請
求項８の発明は、請求項２の発明において、吹き付け塗
装作業をするロボットにおける応用に関して面の法線方
向とロボットのアーム先端に取り付けた塗装ガンの軸方
向との角度を変化させる吹き付けの場合に、ワークを設
置している治具モデルの面をワークの毛幾何形状モデル
の面と同一と見做して凹凸関係を解釈し教示位置・姿勢
を生成することを特徴とする。
【００１２】請求項９の発明は、請求項２の発明におい
て、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に関
して面の法線方向とロボットのアーム先端に取り付けた
塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き付けの場合
に、凸関係にある面から面へ移動するとき、ロボットの
補間基準点を塗装ガンの吹き付け位置から設定時間の吹
き付け速度一定となるロボットのアームの手首側の軸方
向に変更し教示位置・姿勢を生成することを特徴とす
る。
【００１３】請求項１０の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先
端に取り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる
吹き付けの場合に、ロボットのアーム先端の位置を決め
る軸データが所定範囲外の位置で、ロボットの姿勢軸を
所定量回転させ教示位置・姿勢を生成することを特徴と
する。 請求項１１の発明は、請求項２及び
請求項３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボ
ットにおける応用に関して面の法線方向とロボットのア
ーム先端に取り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化
させる吹き付けの場合に、角度を変更した教示位置・姿
勢で吹き付け速度を所定量変化させることを特徴とす
る。
【００１４】請求項１２の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関して吹き付ける面の短辺が折り返し位置
となるようなロボットの格子状の動作軌跡を生成するこ
とを特徴とする。請求項１３の発明は、請求項２及び請
求項３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボッ
トにおける応用に関して吹き付ける面の中央部或いは頂
点からロボットの渦巻き状の動作軌跡を生成することを
特徴とする。
【００１５】請求項１４の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関して面を所定の吹き付け幅で区切り、区
切られた幅が所定基準値内におさまらない場合に、所定
範囲内でおさまる吹き付け幅を求めてロボットの動作軌
跡を生成することを特徴とする。請求項１５の発明は、
請求項２及び請求項３の発明において、吹き付け塗装作
業をするロボットにおける応用に関して面を所定の吹き
付け幅で区切り、区切られた幅が所定基準値内におさま
らない場合に、所定の吹き付け幅に満たない部分の吹き
付け速度を所定量変化せることを特徴とする。
【００１６】請求項１６の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関して複数回吹き重ねる場合で、格子状に
吹き付けるとき、吹き付け方向を交互に変更してロボッ
トの動作軌跡を生成することを特徴とする。請求項１７
の発明は、請求項２及び請求項３の発明において、吹き
付け塗装作業をするロボットにおける応用に関して複数
回吹き重ねる場合で、渦巻き状に吹き付けるとき、吹き
付け方向を交互に逆まわり方向に変更し、ロボットの動
作軌跡を生成することを特徴とする。
【００１７】請求項１８の発明は、請求項２の発明にお
いて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に
関して吹き付けする面と隣接する面との角度が所定範囲
内の鈍角の場合、連続したロボットの動作軌跡を生成す
ることを特徴とする。請求項１９の発明は、請求項２の
発明において、吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
る応用に関して吹き付けする面の順番を水平面、斜面、
立ち面の順番で動作コマンドを生成することを特徴とす
る。
【００１８】請求項２０の発明は、請求項２の発明にお
いて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に
関して吹き付けた面の終了位置と吹き付けていない全て
の面の開始位置と終了位置で一番近い距離の面を次に吹
き付ける面として順番を決め、終了位置が選択されたら
その面の開始位置と終了位置を書換え、動作コマンドを
生成することを特徴とする。
【００１９】請求項２１の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関してＣＡＤ上で吹き付けられた膜厚デー
タを面の属性として格納するオフライン教示を評価する
評価段階があり、前記膜厚データが基準値と異なった場
合に前記面の吹き付け速度を所定量変更することを特徴
とする。
【００２０】請求項２２の発明は、請求項２の発明にお
いて、オフライン教示データを評価し膜厚データが基準
値より異なる場合、吹き付け幅を所定量変更することを
特徴とする。請求項２３の発明は、請求項２及び請求項
３の発明において、幾何形状モデル解釈結果と動作デー
タの少なくとも一つを対話的に修正できる段階を備えた
ことを特徴とする。
【００２１】請求項２４の発明は、請求項３の発明にお
いて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に
関しワークの幾何形状モデルの設計曲面と分割直線との
最大誤差を所定量設定し、ワークの幾何形状モデルを格
子平面に分割することを特徴とする。請求項２５の発明
は、請求項３の発明において、吹き付け塗装作業をする
ロボットにおける応用に関し格子平面の水平面・立ち面
・斜面の各データにより、格子平面の各頂点における法
線方向とロボットのアーム先端に取り付けた塗装ガンの
軸方向を所定角度に保持する教示位置・姿勢を生成する
ことを特徴とする。
【００２２】請求項２６の発明は、請求項２４の発明に
おいて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用
に関しワークの幾何形状モデルを格子平面に近似するこ
とにより、直線で補間する教示位置・姿勢・軌跡を生成
することを特徴とする。 請求項２７の発明は、請求項
３の発明において、吹き付け塗装作業をするロボットに
おける応用に関しワークを設置している治具モデルの面
をワークの幾何形状モデルの格子平面と同一と見做して
相対角度を解釈し、教示位置・姿勢を生成することを特
徴とする。
【００２３】請求項２８の発明は、請求項３の発明にお
いて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に
関し吹き付ける自由曲面を水平面・立ち面、斜面の各デ
ータで境界を決定して軌跡を生成することを特徴とす
る。請求項２９の発明は、請求項２８の発明において、
吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用に関しワ
ークが回転インデックステーブルに設置されている場合
に、ワークを回転させながらロボットの吹き付け位置が
到達するかを判別し、吹き付ける回転位置のインデック
ス角を格子平面に割り付けて境界を決定し軌跡を生成す
ることを特徴とする。
【００２４】請求項３０の発明は、請求項２９の発明に
おいて、吹き付け塗装作業をするロボットにおける応用
に関し格子平面に複数のインデックス角が割り付けられ
た場合に、夫々のインデックス角で吹き付けるロボット
の各軸の角度を比較し、ロボットの動作限界までの余裕
のあるインデックス角を割り付けて境界を決定し軌跡を
生成することを特徴とする。
【００２５】
【作用】請求項１、請求項２の、請求項３の発明によれ
ば、作業最終目標の指示をすることにより、幾何データ
から単純に得られる動作データだけでなく、熟練作業者
の持つノウハウを含んだ器用な動作コマンド列からなる
プログラムを短時間に自動生成できる。
【００２６】請求項４の発明によれば、突部での膜厚を
基準値にするプログラムを生成することができる。請求
項５の発明によれば、帯状面の膜厚を一定にするプログ
ラムを生成することができる。請求項６の発明によれ
ば、凹凸部の膜厚を基準値にし、また塗装ガンとワーク
との干渉を防ぐプログラムを生成することができる。
【００２７】請求項７の発明によれば、特に凹部の膜厚
を基準値にし、また塗装ガンとワークとの干渉を防ぐプ
ログラムを生成することができる。請求項８の発明によ
れば、ロボット動作を滑らかにすることができ、またワ
ーク設置面と塗装ガンとの干渉を防ぐプログラムを生成
することができる。請求項９の発明によれば、ロボット
動作を滑らかにするプログラムを生成することができ
る。
【００２８】請求項１０の発明によれば、水平面の膜厚
を基準値にして、ロボット動作を滑らかにするプログラ
ムを生成することができる。請求項１１の発明によれ
ば、面の法線方向と塗装ガンの軸方向との角度を変化さ
せた時の膜厚を基準にするプログラムを生成することが
できる。請求項１２の発明によれば、格子状に塗料を吹
き付ける場合に、折り返し位置が少なく塗料を節約する
ことが可能なプログラムを生成することができる。
【００２９】請求項１３の発明によれば、渦巻き状に塗
料を吹き付ける場合に、膜厚が均一となるプログラムを
生成することができる。請求項１４の発明によれば、面
を吹き付け幅で区切り、所定基準値に満たない場合に、
膜厚を均一にすることができるプログラムを生成するこ
とができる。請求項１５の発明によれば、請求項１３の
発明と同様に面を吹き付け幅で区切り、所定基準値に満
たない場合に、膜厚を均一にすることができるプログラ
ムを生成することができる。
【００３０】請求項１６の発明によれば、吹き付け塗装
作業をするロボットにおける応用に関して複数回吹き重
ねる場合に、膜厚を均一にすることができるプログラム
を生成することができる。請求項１７の発明によれば、
請求項１５の発明と同様に、吹き付け塗装作業をするロ
ボットにおける応用に関して複数回吹き重ねる場合に、
膜厚を均一にすることができるプログラムを生成するこ
とができる。
【００３１】請求項１８の発明によれば、連続面で吹き
付ける場合にお、塗料の節約と、サイクルタイムの短縮
が図れるプログラムを生成することができる。請求項１
９の発明によれば、水平面、斜面、立ち面の各面で塗料
の吹き付けを行う場合に、立ち面、斜面の膜厚を基準値
にするプログラムを生成することができる。
【００３２】請求項２０の発明によれば、各面で塗料の
吹き付けを行う場合に、サイクルタイムの短縮が図れる
プログラムを生成することができる。請求項２１の発明
及び請求項２２の発明によれば、オフライン教示の修正
を膜厚を基準にして修正することができる。請求項２３
の発明によれば、オフライン教示結果の精度アップがで
きる。
【００３３】請求項２４の発明及び請求項２５の発明に
よれば、ワークの自由曲面に対して膜厚が基準値で均一
となるプログラムを生成することができる。請求項２６
の発明によれば、請求項２４の発明において、より一層
ワークの自由曲面に対して膜厚が基準値で均一となるプ
ログラムを生成することができる。請求項２７の発明に
よれば、ワーク設置面と塗装ガンとの干渉を防ぐプログ
ラムを生成することができる。
【００３４】請求項２８の発明によれば、請求項２４、
２５の発明と同様にワークの自由曲面に対して膜厚が基
準値で均一となるプログラムを生成することができる。
請求項２９の発明によれば、請求項２８の発明におい
て、より一層ワークの自由曲面に対して膜厚が基準値で
均一となるプログラムを生成することができる。請求項
３０の発明によれば、請求項２９の発明において、特に
ロボット動作を滑らかにすることができる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明方法の一実施例であるロボットのオ
フライン教示システムの構成を示す。図１において、Ｃ
ＡＤ１、ロボットシミュレーションシステム２、パーソ
ナルコンピュータ（以下パソコンと略する）３、ロボッ
トコントーラ４、多関節ロボット５から構成される。
【００３６】ＣＡＤ１のハードウェア構成は、中枢とな
るＣＰＵ１０と、グラフィックディスプレイ１１、記憶
装置１２、更に入力装置としてのキーボード１３、ダイ
ヤル１４、マウス１５からなる。ロボットシュミュレー
ションシステム２のハードウェア構成は、中枢となるＣ
ＰＵ２０と、グラフィックディスプレイ２１、記憶装置
２２、更に入力装置としてのキーボード２３、マウス２
４から構成される。
【００３７】パソコン３のハードウェア構成は、中枢と
なるＣＰＵ３０と、ディスプレイ３１、記憶装置３２、
更に入力装置としてのキーボード３３、マウス３４から
なる。次に図２により各部の機能について説明する。Ｃ
ＡＤ１では、作業対象物体（以下ワークと称する）の三
次元幾何形状モデル定義を行い、そのワークのモデルデ
ータをロボットシミュレーションシステム２に転送する
幾何形状モデル段階６を担う。
【００３８】ロボットシミュレーションシステム２で
は、前記ワークモデルデータを再構築する機能と、ロボ
ットのモデル定義を行う機能を備えている。さらにロボ
ットシミュレーションシステム２では、教示者が作業の
最終目標を指令する作業目標指令段階７と、前記ワーク
の幾何形状モデルから有用な特徴や判別データを導出す
る幾何モデル解釈段階８と、導出されたデータと動作デ
ータをルール付けする動作コマンド設定段階９と、その
ルール付けに基づいてロボットの教示位置・姿勢・軌跡
・動作コマンド列を自動生成する動作コマンド生成段階
１０と、ロボットの動作をシミューレションするシミュ
レーション段階１１と、自動生成されたオフライン教示
を評価するオフライン評価段階１２と、その評価結果か
らオフライン教示を修正するオフライン教示修正段階１
３と、シミュレーション言語プログラムをロボット言語
プログラムに変換する言語変換段階１４との各段階を処
理する機能を備えている。
【００３９】実施例では適用した塗装ロボットのオフラ
イン教示においてオフライン教示評価段階１２では塗装
シミュレーションを行い、吹き付けられた膜厚データの
結果を評価する。パソコン３では、転送された前記ロボ
ット言語プログラムをロボットコントローラ４が解釈可
能なデータに変換するデータ変換段階１５を担うもの
で、変換したデータをロボットコントローラ４へ転送す
る。ロボットコントローラ４は転送されたデータに基づ
いてロボット５を動作させる。
【００４０】図３はワークの幾何形状モデルが略平面で
構成されている場合の幾何形状モデル解釈段階８におけ
る例を示しており、前記幾何形状モデル解釈段階８でワ
ークの幾何形状モデルの面Ａ〜Ｄの夫々について解釈
し、解釈結果は隣接する面同士の凹凸関係データ、水平
面・立ち面・斜面データ、面の面積データ、面の名称デ
ータ、基準面と面との角度データ、面の長辺と短辺デー
タの内、少なくとも一つの面の属性として構成されてい
る。例えば、面Ｂの解釈結果は表１に示すように、ワー
ク部分の名称は名称１で、面の種別は立ち面で、隣接す
る面Ａと面Ｅとは凸関係にあり、面Ｃとは凹関係にあ
り、長辺の長さと短辺の長さは夫々Ｌ３、Ｌ２で、ワー
ク設置基準面との角度はθｂで、面積はＳａで法線方向
ベクトル成分はＸｂ、Ｙｂ、Ｚｂである。
【００４１】
【表１】
【００４２】表２は前記動作コマンド設定段階９におけ
る前記幾何形状モデル段階８で解釈された解釈結果デー
タと動作データとのルール付けの例を示しており、例え
ば解釈結果が水平面の場合に、ロボットの姿勢生成に用
いる動作データはワークとロボットのアーム先端に取り
付けた塗装ガンＧの軸方向との角度θ1 で、ロボットの
動作軌跡生成に用いられる動作データはロボットからみ
て左右方向としてルール付けされている。
【００４３】
【表２】
【００４４】図４は請求項３の発明に対応する実施例を
示す。この実施例では、ワークＷの幾何形状モデルが自
由曲面で構成されている場合の図２の前記幾何形状モデ
ル解釈段階８における例を示しており、前記幾何形状モ
デル解釈手段８でワークＷの幾何形状モデルの自由曲面
Ａを所定の幅或いは面積で格子平面ｇi （ｉ＝１，２，
３，…）に分割・近似して解釈し、解釈結果は隣接する
面同士の相対角度データ、水平面・立ち面・斜面デー
タ、面の面積データ、面の法線方向データ、基準面と面
との角度データ、面の長辺と短辺データの内、少なくと
も一つの面の属性として構成されている。例えば、格子
面ｇ1 の解釈結果は表３に示すように、ワーク部分の名
称は名称１で、面の種別は水平面で、隣接する面同士の
相対角度データはｄθ11〜ｄθ14で、長辺の長さと短辺
の長さとは夫々Ｌ3 ，Ｌ2 で、ワーク基準面との角度は
θ1 で、面積はＳ1 で、面の頂点における法線方向ベク
トル成分はＸ11，Ｙ11，Ｚ11〜Ｘ14，Ｙ14，Ｚ14で表し
ている。
【００４５】
【表３】
【００４６】以下上記実施例で適用した塗装等吹き付け
作業をするロボットにおける応用に関して説明する。図
５の前記幾何形状モデル解釈段階８と図６の前記動作コ
マンド生成段階１０のフローチャートは請求項２４、２
５、２６に対応する実施例を示す。図５の実施例ではま
ず所定の幾何形状モデルの設計曲面と分割直線との最大
誤差で幾何形状モデルの自由曲面Ａを格子平面に分割す
る（ステップＳ４２）。次に分割された全ての格子平面
の解釈を行い解釈結果を格子平面の情報として格納する
（ステップＳ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４
７）。
【００４７】次に図６のフローチャートにおいて格子平
面の解釈結果を読み出し（ステップＳ４８）、図２にお
ける動作設定段階９で設定している動作データを読み出
し（ステップ４９）、解釈結果と動作データにより格子
平面の各頂点における法線方向とロボットのアーム先端
に取り付けた塗装ガンＧの軸方向を所定角度に保持する
教示位置・姿勢を生成し（ステップＳ５０）、次に直線
で補間するロボットの動作軌跡を生成し（ステップＳ５
１）、ワークの自由曲面に対して膜厚が基準値で均一と
なるプログラムを生成する（ステップＳ５２）ことがで
きる。
【００４８】図７は請求項２７の発明に対応する実施例
を示しており、この実施例ではワークＷを設置している
治具の面Ｊをワーク吹き付け格子平面ｇｉと同じワーク
Ｗの幾何形状モデルの格子平面と見做し、前記幾何形状
モデル解釈段階８で相対角度θを解釈し、ロボットの位
置・姿勢を生成することにより、且つワークＷを設置し
ている治具の面Ｊと塗装ガンＧとの干渉を防ぐプログラ
ムを生成することができる。
【００４９】図８の前記動作コマンド生成段階１０のフ
ローチャートは請求項２８，２９，３０の発明に対応す
る実施例を示しており、この実施例では前記幾何形状モ
デル解釈段階８で解釈された結果を読み出し（ステップ
Ｓ５３）、前記動作データ設定段階９で設定している動
作データを読み出し（ステップ５４）、ロボットの教示
位置・姿勢を生成し（ステップＳ５５）、図９の実施例
で示すようにワークＷの格子平面の種別データ（水平面
・斜面・立ち面）別に吹き付け境界ｂｉ（ｉ＝１，２，
３，…）を決定し（ステップＳ５８）、ロボットの動作
軌跡を生成し（ステップ６０）、ワークＷの自由曲面Ａ
に対して膜厚が基準値で均一となるプログラムを生成す
る（ステップＳ６１）ことができる。また図１０、図１
１の実施例でワークＷが回転インデックステーブルＴ
（実施例では９０度分割の回転インデックステーブル）
に設置されている場合に、ワークＷの幾何形状モデルを
回転させながらロボットの吹き付け位置が到達するから
判別し吹き付け可能な回転位置でのインデッックス角φ
を格子平面に割り付け（ステップＳ５６）、吹き付け順
番を決定し（ステップＳ５９）、ワークＷの自由曲面Ａ
に対して膜厚が基準値で均一となるプログラムを生成す
る（ステップＳ６１）ことができる。
【００５０】更に図１１の実施例で格子平面に複数のイ
ンデックス角が割りつけられた場合に（ステップＳ５
７）、夫々のインデックス角が吹き付けるロボットの各
軸の角度を比較しロボットの動作限界まで余裕のあるイ
ンデックス角φを格子平面に割り付け（ステップＳ６
２）、特にロボットの動作を滑らかにするプログラムを
生成する（ステップＳ６１）ことができる。
【００５１】図１２、図１３は請求項３、４の発明に対
応しており、吹き付け面（法線方向Ｎ）とロボット５の
アーム先端に取り付けた塗装ガンＧの軸方向を所定角度
θで常に保持して吹き付ける場合の実施例を示す。図１
２は隣接する面Ａと面Ｂが凸関係にあると、前記幾何形
状モデル解釈段階８で解釈された場合、吹き付けパター
ンＰｔで吹き付ける前記面Ａ上の狙い位置を前記面Ａの
端部より所定量ｄの位置Ｆにロボットの教示位置・姿勢
を生成し、前記面Ａの端部での膜厚を基準値にする実施
例である。θは塗装ガンＧの傾きを、Ｎは塗装ガンＧの
中心軸を示す。
【００５２】図１３は、吹き付けパターンＰｔが略楕円
形状のときで、前記幾何形状モデル解釈段階８で解釈さ
れた吹き付け面Ａの短辺ａが前記吹き付けパターンＰｔ
の長辺Ｐｔ１より長いとき、前記長辺Ｐｔ１が前記面Ａ
におさまる塗装ガンＧの軸方向の角度γをｃｏｓγ＝ａ
／Ｐｔ１より求め、前記角度γで塗装ガンＧの軸回りに
回転させロボットの姿勢を生成し、前記面Ａの膜厚を基
準値にする実施例である。
【００５３】図１４から図１９は吹き付け面（法線方向
Ｎ）とロボットのアーム先端に取り付けた塗装ガンＧの
軸方向との角度θを変化させて吹き付ける場合の実施例
である。図１４（ａ）（ｂ）は請求項５の発明に対応す
る実施例を示しており、この実施例の場合図に示すよう
に面Ａと面Ｂとが凹凸関係にあると前記幾何形状モデル
解釈段階８で解釈されると、前記θの変化開始位置Ｓ
と、終了位置Ｅを凹凸関係にある稜線からの等距離位置
ｄから円弧（中心Ｏ，半径Ｒ）を求め、前記塗装ガンＧ
の軸方向が中心Ｏの方向と一致するロボットの姿勢を生
成し、ロボットとワークの干渉を防ぎ凹凸部での膜厚を
基準値にする。
【００５４】図１５（ａ）（ｂ）は図６において、前記
塗装ガンＧの先端と吹き付け面Ａとの距離を所定量Ｐｔ
ｄに保持するロボットの位置を生成し、ロボットとワー
クの干渉を防ぎ凹凸部での膜厚を基準値にする請求項６
の発明に対応する実施例である。図１６はワークを設置
している治具の面Ｊをワークの吹き付け面Ａと同じワー
クの幾何形状モデルと見做し、前記幾何形状モデル解釈
段階８で凹凸関係を解釈し、ロボットの位置・姿勢を生
成し、ロボットとワークとの干渉を防ぎ凹凸部での膜厚
を基準値にする請求項７の発明に対応する実施例を示
す。図１７は請求項８の発明に対応する実施例を示す。
この場合の場合隣接する面Ａと、面Ｂとが前記幾何形状
モデル解釈段階８で凸関係と解釈された場合、面Ａの基
準吹き付け速度Ｓｐと所定時間ｔで面Ａから面Ｂの移動
距離ｌ（＝Ｓｐ／ｔ）を求め、前記移動距離ｌと面Ａと
面Ｂとの角度θｗからｌ＝Ｒπθｗ／１８０の式により
中心Ｏが稜線上にある円弧（半径Ｒ）を求める。次に面
Ａの吹き付け動作の補間点Ｈａを面Ａから面Ｂへ移動開
始時に前記円弧上の補間点Ｈｇに変更し、この補間点Ｈ
ｇを移動終了時に面Ｂの吹き付け動作の補間点Ｈｂとす
るロボットの位置・姿勢を生成し、一定基準速度Ｓｐで
滑らかにロボットを動作させることができる。
【００５５】図１８は請求項９の発明に対応する実施例
を示す。この実施例の場合ロボットのアーム先端の位置
を決める軸データが所定の範囲外のとき、ロボットの姿
勢軸を所定量回転させ塗装ガンＧと吹き付ける面Ａとの
角度をθからθ’に変化させて動作コマンドを生成し、
ロボットを滑らかに動作させることができる。図１９は
請求項１０の発明に対応する実施例を示す。この実施例
では塗装ガンＧと吹き付ける面Ａとの角度をθからθ’
に変化させて動作せる場合、基準吹き付け速度Ｓｐを所
定量変換させＳｐ’としてロボットの動作を生成し、角
度変換位置での膜厚を基準値にする。
【００５６】図２０は請求項１１の発明に対応する実施
例を示す。この実施例の場合前記幾何形状モデル解釈段
階８で解釈された吹き付けする面Ａの短辺ａが折り返し
位置となり、吹き付け開始位置Ｓ、終了位置Ｅで所定吹
き付け幅Ｐｗである格子状のロボットの動作軌跡Ｐを生
成して折り返し位置を少なくし、面の膜厚を均一にする
ことができる。
【００５７】図２１は請求項１２の発明に対応する実施
例を示す。この実施例の場合前記幾何形状モデル解釈段
階８で解釈された吹き付けする面Ａの中央部或いは頂点
から吹き付け開始位置Ｓ、終了位置Ｅで所定吹き付け幅
Ｐｗである渦巻き状のロボット動作軌跡Ｐを生成し、面
の膜厚を均一にすることができる。図２２、図２３は面
Ａを所定吹き付け幅Ｐｗで区切り図２０、図２１で説明
したロボットの動作軌跡を生成する場合で、格子状のロ
ボット動作軌跡についての請求項１３、請求項１４の発
明に対応した実施例を示す。
【００５８】図２２の実施例では最小に区切られた幅Ｐ
ｗｍｉｎが所定基準値以下のとき前記面Ａを均一に区切
る吹き付け幅Ｐｗ’を求め、ロボットの動作軌跡Ｐ’を
生成し、面の膜厚を均一にすることができる。図２３の
実施例では最小に区切られた幅Ｐｗｍｉｎ部分の動作速
度を基準吹き付け速度Ｓｐから所定量変化させたＳｐ’
とし、面の膜厚を均一にする。
【００５９】図２４、図２５は面Ａを所定吹き付け幅Ｐ
ｗで区切り図２０、図２１で説明したロボットの動作軌
跡を生成し複数回吹き重ねる請求項１５、１６の発明に
対応した実施例を示す。図２４の実施例は図１２で説明
した格子状にロボットの動作軌跡を生成するとき、交互
に吹き付ける開始位置Ｓ１で終了位置Ｅ１のロボットの
動作軌跡Ｐ１を、開始位置Ｓ２で終了位置Ｅ２のロボッ
トの動作軌跡Ｐ２を夫々生成し、面の膜厚を均一にする
ことができる。
【００６０】図２５の実施例は図２１で説明した渦巻き
状にロボットの動作軌跡を生成するとき、動作方向を逆
方向に吹き付ける開始位置Ｓ１で終了位置Ｅ１のロボッ
トの動作軌跡Ｐ１と、開始位置Ｓ２で終了位置Ｅ２のロ
ボットの動作軌跡Ｐ２を夫々生成し、面の膜厚を均一に
することができる。図２６は、請求項１７の発明に対応
した実施例を示しており、この実施例では吹き付けする
面Ａと隣接する面Ｂとの角度θｗが所定範囲内の鈍角で
ある場合、連続したロボットの動作軌跡Ｐを生成し、作
業のサイクルタイムを短縮することができる。
【００６１】次に図２７、図２８のフローチャートで、
吹き付け順番を決める請求項１８、１９に対応する実施
例を説明する。図２７の実施例ではまず読み出す面番号
ｎの初期値を設定し（ステップＳ１）、幾何形状モデル
解釈段階８で解釈された結果を読み出し（ステップＳ
２）、その種別データ別に順番を決定し（ステップＳ
３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）、水平面、斜面、立ち面
の順番で吹き付け順番を決定し（ステップＳ６）、全て
の面について行う（ステップＳ５，Ｓ１０）。次にその
順番で前記動作コマンド生成段階１０において、動作コ
マンドを生成し、高品質の製品を生産することができ
る。
【００６２】図２８の実施例ではまず初期吹き付け面の
順番Ｓｑを設定し（ステップ１１）、吹き付け終了面の
終了位置Ｅを読み出し（ステップＳ１２）、前記終了位
置Ｅと吹き付けていない全ての面とのロボット動作の開
始位置と終了位置で一番近い位置を次に吹き付ける面と
する（ステップ１３）。もし終了位置が選択されたら
（ステップ１４）、終了位置と開始位置との置き換え処
理を行い（ステップ１６）、全ての面について順番を決
める（Ｓ１５）。次にその順番で前記動作コマンド生成
手段１０において動作コマンドを生成し、作業のサイク
ルタイムを短縮する実施例である。
【００６３】図２９、図３０のフローチャートで、ＣＡ
Ｄ上で吹き付けられた膜厚データを面の属性とし格納す
る前記オフライン教示評価段階１２を有している場合で
の前記オフライン教示修正段階１３についての請求項２
０、請求項２１に対応する実施例を説明する。図２９の
実施例ではまず読み出す面番号ｎの初期値を設定し（ス
テップＳ１７）、ｎ番目の面の膜厚データＤを読み出し
（ステップＳ１８）、その膜厚データＤが基準値より大
きい場合（ステップＳ１９）、その面の動作速度を基準
速度Ｓｐより所定量速い速度とし（ステップＳ２０）、
或いはその膜厚データＤが基準値より小さい場合（ステ
ップＳ２２）、その面の動作速度を基準速度Ｓｐより所
定量遅い速度とする（ステップＳ２３）処理を全ての面
について行う（ステップＳ２４，Ｓ２５）。次にその速
度で前記動作コマンド生成段階１３において動作コマン
ドを生成しなおし、高品質の製品を生産することができ
る。
【００６４】図３０の実施例ではまず読み出す面番号ｎ
の初期値を設定し（ステップＳ２５）、ｎ番目の面の膜
厚データＤを読み出し（ステップＳ２６）、その膜厚デ
ータＤが基準値より大きい場合（ステップＳ２７）、そ
の面の動作軌跡の吹き付け幅を基準吹き付け幅Ｐｗより
所定量広くし（ステップＳ２８）、或いはその膜厚デー
タＤが基準値より小さい場合（ステップＳ３０）、その
面の動作軌跡の吹き付け幅を基準吹き付け幅Ｐｗより所
定量狭くする（ステップＳ３１）処理を全ての面につい
て行う（ステップＳ２９，Ｓ３２）。次にその吹き付け
幅で前記動作コマンド生成段階１３において動作コマン
ドを生成しなおし、高品質の製品を生産することでき
る。
【００６５】図３１のフローチャートで、幾何形状モデ
ル解釈段階８で解釈された結果と動作データ設定段階９
の少なくとも一つを対話的に修正する請求項２２の実施
例について説明する。まず読み出す面番号ｎの初期値を
設定し（ステップＳ３３）、ｎ番目の面の幾何形状モデ
ル解釈結果を読み出し（ステップＳ３４）、結果を修正
したければ（ステップＳ３５）、対話的に各データを修
正する（ステップＳ３９）処理を全ての面について行う
（ステップＳ３６，Ｓ４１）。次に動作データ設定段階
９で設定されたルールを読み出し（ステップＳ３７）、
ルールを修正したければ（ステップ３８）対話的に各ル
ールを修正し（ステップＳ４０）、ロボットオフライン
教示を柔軟に修正できる。
【００６６】上記実施例では吹き付け塗装をする塗装ロ
ボットの教示を説明したが、これだけにとどまらず、三
次元動作をするロボットの教示に適用してもよい。
【００６７】
【発明の効果】請求項１の発明、請求項２の発明及び請
求項３の発明のロボットのオフライン教示方法は、作業
最終目標の指示をすることにより、幾何データから単純
に得られる動作データだけでなく、熟練作業者の持つノ
ウハウを含んだ器用な動作コマンド列からなるプログラ
ムを短時間に自動生成できるので、高品質の製品を生産
するロボットの教示作業の効率化が図れる効果を奏す
る。
【００６８】特に請求項４の発明は、突部での膜厚を基
準値にするプログラムを生成することができる。請求項
５の発明は、帯状面の膜厚を一定にするプログラムを生
成することができる。請求項６の発明は、凹凸部の膜厚
を基準値にし、また塗装ガンとワークとの干渉を防ぐプ
ログラムを生成することができる。
【００６９】また更に請求項７の発明は、特に凹部の膜
厚を基準値にし、また塗装ガンとワークとの干渉を防ぐ
プログラムを生成することができる。請求項８の発明
は、ロボット動作を滑らかにすることができ、またワー
ク設置面と塗装ガンとの干渉を防ぐプログラムを生成す
ることができる。請求項９の発明は、ロボット動作を滑
らかにするプログラムを生成することができる。
【００７０】請求項１０の発明は、水平面の膜厚を基準
値にして、ロボット動作を滑らかにするプログラムを生
成することができる。請求項１１の発明は、面の法線方
向と塗装ガンの軸方向との角度を変化させた時の膜厚を
基準にするプログラムを生成することができる。請求項
１２の発明は、格子状に塗料を吹き付ける場合に、折り
返し位置が少なく塗料を節約することが可能なプログラ
ムを生成することができる。
【００７１】請求項１３の発明は、渦巻き状に塗料を吹
き付ける場合に、膜厚が均一となるプログラムを生成す
ることができる。請求項１４の発明は、面を吹き付け幅
で区切り、所定基準値に満たない場合に、膜厚を均一に
することができるプログラムを生成することができる。
請求項１５の発明は、請求項１４の発明と同様に面を吹
き付け幅で区切り、所定基準値に満たない場合に、膜厚
を均一にすることができるプログラムを生成することが
できる。
【００７２】請求項１６の発明は、吹き付け塗装作業を
するロボットにおける応用に関して複数回吹き重ねる場
合に、膜厚を均一にすることができるプログラムを生成
することができる。請求項１７の発明は、請求項１６の
発明と同様に、吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
る応用に関して複数回吹き重ねる場合に、膜厚を均一に
することができるプログラムを生成することができる。
【００７３】請求項１８の発明は、連続面で吹き付ける
場合にお、塗料の節約と、サイクルタイムの短縮が図れ
るプログラムを生成することができる。請求項１９の発
明は、水平面、斜面、立ち面の各面で塗料の吹き付けを
行う場合に、立ち面、斜面の膜厚を基準値にするプログ
ラムを生成することができる。請求項２０の発明は、各
面で塗料の吹き付けを行う場合に、サイクルタイムの短
縮が図れるプログラムを生成することができる。
【００７４】請求項２１の発明及び請求項２２の発明
は、オフライン教示の修正を膜厚を基準にして修正する
ことができる。請求項２３の発明は、オフライン教示結
果の精度アップができる。請求項２４の発明及び請求項
２５の発明は、ワークの自由曲面に対して膜厚が基準値
で均一となるプログラムを生成することができる。
【００７５】請求項２６の発明は、請求項２４の発明に
おいて、より一層ワークの自由曲面に対して膜厚が基準
値で均一となるプログラムを生成することができる。
請求項２７の発明は、ワーク設置面と塗装ガンとの干渉
を防ぐプログラムを生成することができる。請求項２８
の発明は、請求項２４、２５の発明と同様にワークの自
由曲面に対して膜厚が基準値で均一となるプログラムを
生成することができる。
【００７６】請求項２９の発明は、請求項２８の発明に
おいて、より一層ワークの自由曲面に対して膜厚が基準
値で均一となるプログラムを生成することができる。請
求項３０の発明は、請求項２９の発明において、特にロ
ボット動作を滑らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を採用したシステムの構成図であ
る。
【図２】同上システムの概念的構成図である。
【図３】ワークの幾何形状モデル解釈段階の解釈結果図
である。
【図４】請求項３の発明に対応するワークの幾何形状モ
デル解釈段階の解釈結果図である。
【図５】請求項２４、２５、２６の発明に対応するワー
クの幾何形状モデル解釈段階の実施例の説明図である。
【図６】請求項２４、２５、２６の発明に対応する動作
コマンド生成段階の実施例の説明図である。
【図７】請求項２７の発明に対応するロボットの教示位
置・姿勢を生成する実施例の説明図である。
【図８】請求項２８、２９、３０の発明に対応するロボ
ットの動作軌跡を生成する実施例の説明図である。
【図９】請求項２８の発明に対応するワークの境界を決
定する実施例の説明図である。
【図１０】請求項２９の発明に対応するワークの境界を
決定する実施例の説明図である。
【図１１】請求項３０の発明に対応するワークの境界を
決定する実施例の説明図である。
【図１２】請求項４の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１３】請求項５の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１４】請求項６の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１５】請求項７の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１６】請求項８の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１７】請求項９の発明に対応するロボットのオフラ
イン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１８】請求項１０の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図１９】請求項１１の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の位置・姿勢を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２０】請求項１２の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２１】請求項１３の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２２】請求項１４の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２３】請求項１５の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２４】請求項１６の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２５】請求項１７の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２６】請求項１８の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示の動作軌跡を生成する実施例の説明図であ
る。
【図２７】請求項１９の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示を評価し、修正する実施例の説明図である。
【図２８】請求項２０の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示を評価し、修正する実施例の説明図である。
【図２９】請求項２１の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示を評価し、修正する実施例の説明図である。
【図３０】請求項２２の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示を評価し、修正する実施例の説明図である。
【図３１】請求項２３の発明に対応するロボットのオフ
ライン教示を評価し、修正する実施例の説明図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤ ２ ロボットシミュレーションシステム ３ パソコン ４ ロボットコントローラ ５ ロボット Ｇ 塗装ガン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２５Ｊ 9/22 Ｚ Ｇ０５Ｂ 19/4097

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロボット及びその作業環境の幾何形状モデ
    ルを構築し、グラフィックディスプレイ上に前記ロボッ
    トと幾何形状モデルとの幾何学的位置を実物と相似の位
    置に表示し、作業者の作成したプログラムにより前記ロ
    ボットをＣＡＤ上で動作させ、前記プログラムを動作レ
    ベルのコマンド列からなるプログラムに変換し、実物の
    ロボットを使用することなくロボット動作の教示を行う
    ロボットのオフライン教示方法において、ＣＡＤ上に構
    築されたワークの幾何形状モデルから有用な特徴や判別
    データを導出する幾何形状解釈段階と、導出されたデー
    タと動作データをルール付けする動作データ設定段階
    と、このルール付けに基づいてロボットの教示位置・姿
    勢・軌跡・動作コマンド列を自動生成する動作コマンド
    生成段階とからなることを特徴とするロボットのオフラ
    イン教示方法。
  2. 【請求項２】ワークの幾何形状モデルが略平面で構成さ
    れている場合に、幾何モデル解釈段階で、隣接する面同
    士の凹凸関係データ、水平面・立ち面・斜面データ、面
    の面積データ、面の名称データ、面の法線方向データ、
    基準面と面との角度データ、面の長辺と短辺データの
    内、少なくとも一つを面の属性とすることを特徴とする
    請求項１記載のロボットのオフライン教示方法。
  3. 【請求項３】ワークの幾何形状モデルが自由曲面で構成
    されている場合に、幾何モデル解釈段階で、自由曲面を
    所定の幅或いは面積で格子平面に分割・近似して隣接す
    る面同士の相対的角度データ、水平面・立ち面・斜面の
    各データ、面の面積データ、面の名称データ、面の法線
    方向データ、基準面と面との角度データ、面の長辺と短
    辺データの内、少なくとも一つの面の属性とすることを
    特徴とする請求項１記載のロボットのオフライン教示方
    法。
  4. 【請求項４】吹き付け塗装作業をするロボットにおける
    応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に取
    り付けた塗装ガンの軸方向を所定角度に保持する吹き付
    けの場合に、隣接する面が凸関係の端部より所定量外側
    の位置に教示位置・姿勢を生成することを特徴とする請
    求項２記載のロボットのオフライン教示方法。
  5. 【請求項５】吹き付け塗装作業をするロボットにおける
    応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に取
    り付けた塗装ガンの軸方向を所定角度に保持する吹き付
    けの場合に、吹き付けパターンが楕円形状のとき、塗装
    ガンの軸回りに所定量回転させた教示位置・姿勢を生成
    することを特徴とする請求項２記載のロボットのオフラ
    イン教示方法。
  6. 【請求項６】吹き付け塗装作業をするロボットにおける
    応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に取
    り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き付
    けの場合に、凹凸関係にある稜線からの所定等距離位置
    より中心と円弧を求め、更に前記円弧データより塗装ガ
    ンの姿勢軸方向を求めて教示位置・姿勢を生成すること
    を特徴とする請求項２記載のロボットのオフライン教示
    方法。
  7. 【請求項７】塗装ガン先端と吹き付けする面との距離を
    所定量保持して教示位置・姿勢を生成することを特徴と
    する請求項６記載のロボットのオフライン教示方法。
  8. 【請求項８】吹き付け塗装作業をするロボットにおける
    応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に取
    り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き付
    けの場合に、ワークを設置している治具モデルの面をワ
    ークの幾何形状モデルの面と同一と見做して凹凸関係を
    解釈し教示位置・姿勢を生成することを特徴とする請求
    項２記載のロボットのオフライン教示方法。
  9. 【請求項９】吹き付け塗装作業をするロボットにおける
    応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に取
    り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き付
    けの場合に、凸関係にある面から面へ移動するとき、ロ
    ボットの補間基準点を塗装ガンの吹き付け位置から設定
    時間の吹き付け速度一定となるロボットのアームの手首
    側の軸方向に変更し教示位置・姿勢を生成することを特
    徴とする請求項２記載のロボットのオフライン教示方
    法。
  10. 【請求項１０】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に
    取り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き
    付けの場合に、ロボットのアーム先端の位置を決める軸
    データが所定範囲外の位置で、ロボットの姿勢軸を所定
    量回転させ教示位置・姿勢を生成することを特徴とする
    請求項２及び請求項３記載のロボットのオフライン教示
    方法。
  11. 【請求項１１】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して面の法線方向とロボットのアーム先端に
    取り付けた塗装ガンの軸方向との角度を変化させる吹き
    付けの場合に、角度を変更した教示位置・姿勢で吹き付
    け速度を所定量変化させることを特徴とする請求項２及
    び請求項３記載のロボットのオフライン教示方法。
  12. 【請求項１２】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して吹き付ける面の短辺が折り返し位置とな
    るようなロボットの格子状の動作軌跡を生成することを
    特徴とする請求項２及び請求項３記載のロボットのオフ
    ライン教示方法。
  13. 【請求項１３】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して吹き付ける面の中央部或いは頂点からロ
    ボットの渦巻き状の動作軌跡を生成することを特徴とす
    る請求項２及び請求項３記載のロボットのオフライン教
    示方法。
  14. 【請求項１４】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して面を所定の吹き付け幅で区切り、区切ら
    れた幅が所定基準値内におさまらない場合に、所定範囲
    内でおさまる吹き付け幅を求めてロボットの動作軌跡を
    生成することを特徴とする請求項２及び請求項３記載の
    ロボットのオフライン教示方法。
  15. 【請求項１５】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して面を所定の吹き付け幅で区切り、区切ら
    れた幅が所定基準値内におさまらない場合に、所定の吹
    き付け幅に満たない部分の吹き付け速度を所定量変化せ
    ることを特徴とする請求項２及び請求項３記載のロボッ
    トのオフライン教示方法。
  16. 【請求項１６】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して複数回吹き重ねる場合で、格子状に吹き
    付けるとき、吹き付け方向を交互に変更してロボットの
    動作軌跡を生成することを特徴とする請求項２及び請求
    項３記載のロボットのオフライン教示方法。
  17. 【請求項１７】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して複数回吹き重ねる場合で、渦巻き状に吹
    き付けるとき、吹き付け方向を交互に逆まわり方向に変
    更し、ロボットの動作軌跡を生成することを特徴とする
    請求項２及び請求項３記載のロボットのオフライン教示
    方法。
  18. 【請求項１８】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して吹き付けする面と隣接する面との角度が
    所定範囲内の鈍角の場合、連続したロボットの動作軌跡
    を生成することを特徴とする請求項２記載のロボットの
    オフライン教示方法。
  19. 【請求項１９】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して吹き付けする面の順番を水平面、斜面、
    立ち面の順番で動作コマンドを生成することを特徴とす
    る請求項２記載のロボットのオフライン教示方法。
  20. 【請求項２０】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関して吹き付けた面の終了位置と吹き付けてい
    ない全ての面の開始位置と終了位置で一番近い距離の面
    を次に吹き付ける面として順番を決め、終了位置が選択
    されたらその面の開始位置と終了位置を書換え、動作コ
    マンドを生成することを特徴とする請求項２記載のロボ
    ットのオフライン教示方法。
  21. 【請求項２１】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関してＣＡＤ上で吹き付けられた膜厚データを
    面の属性として格納するオフライン教示を評価する評価
    段階があり、前記膜厚データが基準値と異なった場合に
    前記面の吹き付け速度を所定量変更することを特徴とす
    る請求項２及び請求項３記載のロボットのオフライン教
    示方法。
  22. 【請求項２２】オフライン教示データを評価し膜厚デー
    タが基準値より異なる場合、吹き付け幅を所定量変更す
    ることを特徴とする請求項２１記載のロボットのオフラ
    イン教示方法。
  23. 【請求項２３】幾何形状モデル解釈結果と動作データの
    少なくとも一つを対話的に修正できる段階を備えたこと
    を特徴とする請求項２及び請求項３記載のロボットのオ
    フライン教示方法。
  24. 【請求項２４】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関しワークの幾何形状モデルの設計曲面と分割
    直線との最大誤差を所定量設定し、ワークの幾何形状モ
    デルを格子平面に分割することを特徴とする請求項３記
    載のロボットのオフライン教示方法。
  25. 【請求項２５】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関し格子平面の水平面・立ち面・斜面の各デー
    タにより、格子平面の各頂点における法線方向とロボッ
    トのアーム先端に取り付けた塗装ガンの軸方向を所定角
    度に保持する教示位置・姿勢を生成することを特徴とす
    る請求項３記載のロボットのオフライン教示方法。
  26. 【請求項２６】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関しワークの幾何形状モデルを格子平面に近似
    することにより、直線で補間する教示位置・姿勢・軌跡
    を生成することを特徴とする請求項２４記載のロボット
    のオフライン教示方法。
  27. 【請求項２７】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関しワークを設置している治具モデルの面をワ
    ークの幾何形状モデルの格子平面と同一と見做して相対
    角度を解釈し、教示位置・姿勢を生成することを特徴と
    する請求項３記載のロボットのオフライン教示方法。
  28. 【請求項２８】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関し吹き付ける自由曲面を水平面・立ち面、斜
    面の各データで境界を決定して軌跡を生成することを特
    徴とする請求項３記載のロボットのオフライン教示方
    法。
  29. 【請求項２９】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関しワークが回転インデックステーブルに設置
    されている場合に、ワークを回転させながらロボットの
    吹き付け位置が到達するかを判別し、吹き付ける回転位
    置のインデックス角を格子平面に割り付けて境界を決定
    し軌跡を生成することを特徴とする請求項２８記載のロ
    ボットのオフライン教示方法。
  30. 【請求項３０】吹き付け塗装作業をするロボットにおけ
    る応用に関し格子平面に複数のインデックス角が割り付
    けられた場合に、夫々のインデックス角で吹き付けるロ
    ボットの各軸の角度を比較し、ロボットの動作限界まで
    の余裕のあるインデックス角を割り付けて境界を決定し
    軌跡を生成することを特徴とする請求項２９記載のロボ
    ットのオフライン教示方法。
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