JPH09204212A - Ncロボット装置における加工データの補正方法 - Google Patents

Ncロボット装置における加工データの補正方法

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JPH09204212A
JPH09204212A JP1237996A JP1237996A JPH09204212A JP H09204212 A JPH09204212 A JP H09204212A JP 1237996 A JP1237996 A JP 1237996A JP 1237996 A JP1237996 A JP 1237996A JP H09204212 A JPH09204212 A JP H09204212A
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JP1237996A
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Kunio Miyawaki
国男 宮脇
Tsuneto Mori
常人 森
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Kanadevia Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物を設置した際に、三次元的に位置ず
れが生じた場合でも、問題なく加工を行い得るNCロボ
ット装置におけるNCデータの補正方法を提供する。 【解決手段】 プレーサおよびロボット本体を有すると
ともに予め3点教示用の座標および被加工物の加工デー
タが入力されたNCロボット装置における加工データを
補正する際に、実際に設置された被加工物をロボット本
体によりセンシングして上記座標に対応する3点教示用
の実際の座標を求め、この実際の座標と上記座標とのず
れ量を求め、このずれ量に基づき、プレーサの三次元位
置データおよびロボット本体の姿勢データを補正する方
法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NCロボット装置
における加工データの補正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、NCロボット装置、例えば溶接用
のNCロボット装置において、予め、溶接データ(加工
データ)であるNCデータが入力されているが、実際に
溶接を行う際、被溶接物が溶接テーブル上の所定位置に
正しく設置されるとは限らないので、実際に設置された
被溶接物の位置を検出し、この検出したデータに基づ
き、NCデータの補正を行われている。
【0003】そして、このNCデータの補正は、二次元
的な補正、すなわち平面的なずれ量だけが考慮されてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の補正方
法は、二次元的な補正であるため、例えば溶接面が平坦
な場合、またはそれに近い場合にしか対応ができず、三
次元的に位置ずれが生じるような場合には、対処するこ
とができないという問題があった。
【0005】そこで、本発明は、三次元的に位置ずれが
生じた場合にも、対処し得るNCロボット装置における
NCデータの補正方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のNCロボット装置におけるNCデータの補
正方法は、プレーサおよびロボット本体を有するととも
に予め3点教示用の基本データおよび被加工物の加工デ
ータが入力されたNCロボット装置における上記加工デ
ータの補正方法であって、実際に設置された被加工物を
ロボット本体によりセンシングして上記基本データに対
応する3点教示用の実データを求め、この実データと上
記基本データとのずれ量を求め、このずれ量に基づき、
上記プレーサの三次元位置データおよびロボット本体の
姿勢データを補正する方法である。
【0007】また、上記補正方法において、被加工物を
ロボット本体により教示用の3点をセンシングする際
に、一直線上にない3点をセンシングする方法である。
上記の補正方法によると、被加工物の設置が三次元的に
ずれた場合でも、正確にそのずれに対する補正を行うこ
とができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明のNCロボット装
置、例えば溶接用のNCロボット装置におけるNCデー
タの補正方法の実施の形態を図1〜図5に基づき説明す
る。
【0009】このNCデータの補正方法は、NCデータ
内で定義されたワーク座標系{W}と実際に溶接テーブ
ル上に設置されたワーク座標系{W′}との間に、ずれ
が生じていた場合、そのずれ量を検出してNCデータを
補正する方法である。
【0010】この補正においては、対象ワーク(被加工
物)が立体ブロックである場合、座標系{W}と
{W′}とのずれが、三次元的なものとなり、したがっ
てNCデータ(加工データ)を修正するのに、三次元的
な補正が必要となる。
【0011】ここで、本補正方法が適用される溶接用N
Cロボット装置の概略構成を、図1に基づき説明する。
このNCロボット装置1は、例えば案内レール2上走行
自在な走行車輪3を有する門型枠体4からなるプレーサ
5と、このプレーサ5の門型枠体4の水平部材4aに、
昇降自在にかつ旋回自在に取り付けられたロボット本体
6と、このロボット本体6のアーム部6aの先端部に取
り付けられた溶接トーチ7とから構成されている。
【0012】次に、このようなNCロボット装置1にお
ける、NCデータの補正方法の全体的な流れを、図2お
よび図3に基づき説明する。まず、図2に示すように、
実際に溶接テーブル上に設置されたワーク11に印され
た3点(E,F,G)を溶接トーチ7によりセンシング
(ワイヤタッチングセンシング)して、これらの3点の
座標(実データ)を読み取る(図3のステップ1)。
【0013】次に、この3点の座標に基づき、予め、シ
ステム内に入力(教示)されている3点(A,B,C)
の座標(基本データ)を修正する(図3のステップ
2)。次に、この修正された3点の座標と、NCデータ
内に記憶された3点の座標とに基づき、数学的にワーク
11のずれ量を計算する(図3のステップ3)。
【0014】そして、この計算されたずれ量に基づき、
プレーサ5の三次元位置データ(x,y,z)が補正さ
れるとともに、ロボット本体3の姿勢データ(x,y,
z,U,V)が補正される(図3のステップ4,5)。
【0015】以下、上記ステップ2,4および5の内容
をより詳細に説明する。まず、教示した3点の修正(ス
テップ2)について説明する。図4(a)に示すよう
に、設置されたワーク11の教示点で形成される3角形
をΔABCで表し、また図4(b)に示すように、NC
データ内に入力されている教示点からなる3角形をΔE
FGで表す。
【0016】そして、教示時において誤差が発生した場
合、ΔABCとΔEFGとの形状には、違いが生じてい
る筈である。そこで、点Aについては、誤差を生じてい
ないと仮定して、点Bおよび点Cを、以下の手順に基づ
き、点B′および点C′となるように修正する。
【0017】すなわち、点Aについては、上述したよう
に修正は行わない。次に、AB′=EFとなるように、
線ABの延長上に点B′を取る。次に、∠B′A′C′
=∠FEG,AC′=EGとなるように、平面ABC上
に点C′を取る。
【0018】次に、実際に、教示して得られた点B,点
Cの座標を、点B′,点C′の座標に修正する。この修
正は、センシング誤差が補正後のデータに及ぼす影響を
軽減させるために行うものであり、NCデータ内に入力
されているセンシング点の3点を結ぶ3角形の3辺と実
際にセンシシグした3点を結ぶ3角形の3辺とが等しく
なるように、実際にセンシングした点の座標を書き換え
る。つまり、その修正された座標を実際にセンシングし
た点の座標とみなす。
【0019】これにより、センシングにより発生する誤
差が伝播して補正結果にその誤差が大きく影響するのを
防止している。次に、ワークのずれ量に基づくプレーサ
の位置補正およびロボット本体の姿勢補正の各方法につ
いて説明する。
【0020】ここで、NCデータの創成システムで定義
されたワークの座標系を基本座標系とし、実際に溶接テ
ーブル上に設置されたワークの座標系をワーク座標系と
呼ぶ。本補正方法では、基本座標系とプレーサ座標系と
が一致しており、補正は、ワーク座標系で表された座標
を基本座標系に変換することにより行われる。
【0021】そのため、予め変換マトリクスを求めてお
く必要があり、この変換マトリクスは4行4列であり、
3行3列の回転行列と、3行1列の並進行列からなって
いる。
【0022】まず、プレーサの補正方法について説明す
る。座標変換を考えるにあたり、ワーク座標系{W}を
固定して考える。したがって、ワークの設置ずれによ
り、図5に示すように、ロボット座標系{R}が{R
m }に、プレーサ座標系{B}が{B′}に移動する。
なお、図5は、ワーク座標系を固定したときの各部の座
標系を示しており、また{T}はトーチ座標系を示す。
【0023】ところで、プレーサデータは、(x,y,
z)で表されている。これは、プレーサ座標系{B}で
見たロボット座標系{R}の原点の座標を示しており、
これを補正すると、プレーサ座標系{B′}で見たロボ
ット座標系{Rm }の原点の座標となる。
【0024】ここで、座標系{R}と{Rm }の原点は
一致しており、下記式が成立し、したがって補正後の
プレーサデータ(X,Y,Z)は、下記式で表され
る。
【0025】
【数1】
【0026】したがって、この式に示すような、座標
変換を行えば、プレーサ2の三次元位置補正を行うこと
ができる。次に、ロボット本体3の姿勢データ補正につ
いて説明する。
【0027】ロボット本体3の姿勢データは、(x,
y,z,U,V)で表されるが、これを(x,y,z,
u,v,w)の形にデータ変更する。 但し、u=cos U×cos V v=sin U×cos V w=sin V である。
【0028】上記のように変更された姿勢データは、ロ
ボット座標系{R}で表されており、これを補正してロ
ボット座標系{Rm }に変換する。補正後のロボットデ
ータを(x′,y′,z′,u′,v′,w′)で表す
と、各データは、下記式および式のように表され
る。
【0029】
【数2】
【0030】したがって、上記式および式で示すよ
うな、座標変換を行えば、ロボット本体3の姿勢データ
の補正を行うことができる。このように、教示用の3点
の基本座標と実座標とを検出して、ワーク11のずれ量
を求め、このずれ量に基づき、上記のような計算を行う
ことにより、プレーサ2の三次元位置データおよびロボ
ット本体3の姿勢データを補正することができる。
【0031】なお、この補正は、コンピュータにより行
われ、その補正が行われたNCデータが、NCロボット
装置1側に入力され、そしてこの補正されたNCデータ
に基づき、溶接作業が行われる。
【0032】上記実施の形態において、教示用の3点を
センシングする際に、3点が一直線上にない点をセンシ
ングするように説明したが、複数の面、例えば3面が独
立して存在している場合には、各面において、それぞれ
一直線上にない3点がセンシングされる。
【0033】また、図6に示すように、3つの面(イ)
〜(ハ)が、互いに垂直に交わっている場合には、第1
面(イ)上では特に決められていない3点、第2面
(ロ)上では特に決められていない2点、第3面(ハ)
上では特に決められていない1点のセンシングで補正す
ることができる。
【0034】例えば、具体的な作業として、図7に示す
ような、立体ブロック21の内側の塗装を行う場合が考
えられる。この立体ブロック21は、例えば平板22
と、この平板22の内面に取り付けられた横置材23
と、この横置材23と直角方向で取り付けられた縦通材
24とから構成されている。
【0035】したがって、この立体ブロック21の塗装
位置をセンシングする場合、塗装用NCロボット装置3
1のプレーサ32上に配置されたロボット本体33のア
ーム34の先端部に、塗装ガン35の替わりに超音波セ
ンサーを取り付けて、図6に示すようなセンシングが行
われる。
【0036】さらに、上記実施の形態においては、NC
ロボット装置として溶接用ロボット装置および塗装用ロ
ボット装置を例に挙げて説明したが、他の加工用のNC
ロボット装置にも適用し得る方法である。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明の補正方法による
と、実際に設置された被加工物をロボット本体によりセ
ンシングして上記基本データに対応する3点教示用の実
データを求め、この実データと上記基本データとのずれ
量を求め、このずれ量に基づき、上記プレーサの三次元
位置データおよびロボット本体の姿勢データを補正する
ため、被加工物の設置が三次元的にずれた場合でも、正
確にそのずれに対する補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるNCロボット装置
の概略構成を示す正面図である。
【図2】同実施の形態におけるNCロボット装置による
センシング動作を説明する斜視図である。
【図3】同実施の形態におけるNCロボット装置による
加工データの補正方法を示すフローチャート図である。
【図4】同実施の形態におけるNCロボット装置による
加工データの補正方法を説明する図である。
【図5】同実施の形態におけるNCロボット装置の座標
系を示す図である。
【図6】本発明の他の実施の形態のNCロボット装置に
おけるセンシング動作を説明する斜視図である。
【図7】本発明の他の実施の形態のNCロボット装置の
概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1 NCロボット装置 5 プレーサ 6 ロボット本体 7 溶接トーチ 11 ワーク 21 立体ブロック 31 NCロボット装置 32 プレーサ 33 ロボット本体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プレーサおよびロボット本体を有するとと
    もに予め3点教示用の基本データおよび被加工物の加工
    データが入力されたNCロボット装置における上記加工
    データの補正方法であって、実際に設置された被加工物
    をロボット本体によりセンシングして上記基本データに
    対応する3点教示用の実データを求め、この実データと
    上記基本データとのずれ量を求め、このずれ量に基づ
    き、上記プレーサの三次元位置データおよびロボット本
    体の姿勢データを補正することを特徴とするNCロボッ
    ト装置における加工データの補正方法。
  2. 【請求項2】被加工物をロボット本体により教示用の3
    点をセンシングする際に、一直線上にない3点をセンシ
    ングすることを特徴とする請求項1記載のNCロボット
    装置における加工データの補正方法。
JP1237996A 1996-01-29 1996-01-29 Ncロボット装置における加工データの補正方法 Pending JPH09204212A (ja)

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JP (1) JPH09204212A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008207199A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接方法および溶接装置
JP2008279461A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接方法、溶接装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008207199A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接方法および溶接装置
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