System for controlling locus of robot
专利汇可以提供System for controlling locus of robot专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To shorten a teaching operation by minimizing a teaching point when a plasma torch etc., is set at the finger of a teaching playback type robot and an angle is melted.
CONSTITUTION: An angle vertex vector V1 perpendicular to both torch approach vectors Aa, Ab in two teaching points Pa, Pb is calculated, vector V2 perpendicular to the angle vertex vector V1 and the torch approach vector Aa and a vector V3 vertical to the vector V2 and torch approach vector Ab arc calculated and a welding path for passing at least one of the two teaching points Pa, Pb and vertically crossing the angle vertex Pm is found.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio，下面是System for controlling locus of robot专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの軌跡制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】ティーチングプレイバック型のロボットの手先にプラズマトーチ等を取り付け、アングルの溶断、解体を行う場合、例えば、図２に示すように、アングル１の頂点及びその前後に三つの教示点Ｐ 1 ，Ｐ 2 ，Ｐ
3を教示して、Ｐ 1 →Ｐ 2 →Ｐ 3の軌跡でトーチ２をプレイバック動作させ、アングル１を溶断しようとすると、Ｐ
1 →Ｐ 2 、Ｐ 2 →Ｐ 3の間で均等に補間されるため、アングル１の溶断厚さが変化し、安定した溶断ができない。
【０００３】この為、従来では、図１に示すように、アングル１の頂点及びその前後に三つの教示点Ｐ 1 ，Ｐ 3 ，
Ｐ 5を設けるのみならず、更に、頂点近傍で厚さが変化する２カ所の位置にも教示点Ｐ 2 ，Ｐ 4を追加していた。
このように、五つの教示点Ｐ 1 ，Ｐ 2 ，Ｐ 3 ，Ｐ 4 ，Ｐ 5を教示すれば、頂点近傍において教示点Ｐ 2 →Ｐ 3 →Ｐ 4の間でトーチ２の姿勢を変化させることが出来るため、アングルの溶断厚さが一定となり、安定した溶断が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の方法では、アングル１の頂点近傍に二つの教示点Ｐ 2 ，
Ｐ 4を追加する必要があるため、教示に時間を要する欠点があった。 また、トーチ２の姿勢を正確に教示するのが煩雑であった。 そこで、例えば、トーチ近傍に距離センサを設置し、アングル面に対し、トーチ姿勢を自動的に垂直にする方式も提案されているが（特願昭６２−１
９４６３６号）、頂点近傍ではこの方式は適用できなかった。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであり、アングル溶断の際の教示点を減少させ、教示作業を容易に行うことが可能なロボットの軌跡制御方式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】斯かる目的を達成する本発明の構成はプラズマトーチをロボット手先に取り付け、ティーチングプレイバックによりアングルを溶断する際、トーチアプローチベクトルが溶接面に対して垂直となるようにアングル両辺に教示された２点の教示点に基づき、該トーチアプローチベクトルの双方に垂直なアングル頂点ベクトルを算出すると共に該アングル頂点ベクトルと前記トーチアプローチベクトルの一方に垂直なベクトル及び当該ベクトルと前記トーチアプローチベクトルの一方に垂直なベクトルを算出し、これら三つのベクトルにより前記２点の教示点の少なくとも一方を通過しアングル頂点を垂直に横断する溶接経路を求めることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。 図３に本発明の一実施例を示す。 先ず、溶接開始点Ｐ a 、溶接終了点Ｐ bをアングル１
の両辺に教示する。 ここで、溶接開始点Ｐ a 、溶接終了点Ｐ bにおいては、トーチアプローチベクトルＡ a ，Ａ b
を溶断面に垂直になるように教示する。
【０００８】次に、トーチアプローチベクトルＡ a ，Ａ b
に相互に垂直となるアングル頂点ベクトルＶ 1を下式のように求める。 但し、“×”は外積であり、以下、同様とする。 Ｖ 1 ＝Ａ a ×Ａ b同様に、アングル頂点ベクトルＶ 1とトーチアプローチベクトルＡ aとに相互に垂直となるベクトルＶ 2を下式のように求める。
【０００９】Ｖ 2 ＝Ａ a ×Ｖ 1同様に、ベクトルＶ 1 ，Ｖ 2とに相互に垂直となるベクトルＶ 3を下式のように求める。 Ｖ 3 ＝Ｖ 1 ×Ｖ 2引続き、溶接開始点Ｐ aからベクトルＶ 2に沿う直線とアングル頂点との交点を頂点Ｐ mとし、溶接開始点Ｐ aから頂点Ｐ mまでの距離をＬ 1とする。 従って、頂点Ｐ mは、
溶接開始点Ｐ aからアングルを直角に横断する際の頂点となる。
【００１０】同様に、頂点Ｐ mからベクトルＶ 3に沿う直線と、溶接終了点Ｐ bからベクトルＶ 1に沿う直線との交点を新たな溶接終了点Ｐ b ′とし、頂点Ｐ mと新たな溶接終了点Ｐ b ′までの距離をＬ 2とし、また溶接終了点Ｐ b
から新たな溶接終了点Ｐ b ′までの距離をＬ 3とする。 距離Ｌ 1 ，Ｌ 2 ，Ｌ 3は、溶接開始点Ｐ a 、溶接終了点Ｐ b 、
三つのベクトルＶ 1 ，Ｖ 2 ，Ｖ 3から、下式に従い求めることができる。 Ｐ b ＝Ｐ a ＋Ｌ 1・Ｖ 2 ＋Ｌ 2・Ｖ 3 −Ｌ 3・Ｖ 1 Ｌ 1・Ｖ 2 ＋Ｌ 2・Ｖ 3 −Ｌ 3・Ｖ 1 ＝Ｐ b −Ｐ a ∴
【００１１】
【数１】
【００１２】更に、距離Ｌ 1 ，Ｌ 2 ，Ｌ 3から、下式のように頂点Ｐ mの座標、新たな新たな溶接終了点Ｐ b ′座標を求める。 Ｐ m ＝Ｐ a ＋Ｌ 1・Ｖ 2 Ｐ b ′＝Ｐ m ＋Ｌ 2・Ｖ 3
【００１３】このようにして求めた頂点Ｐ m 、新たな溶接終了点Ｐ b ′へ、溶接開始点Ｐ aから溶接経路を構成し、プレイバック時において溶接トーチを補間しながら移動させることにより、安定した溶断が可能となる。
尚、本発明は、単なるティーチングプレイバックではなく、プラズマ溶断電圧、電流からトーチのスタンドオフを自動的に算出し、制御する場合でも、同様に適用できるものである。
【００１４】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明は、プラズマトーチをロボット手先部に装着し、アングルを溶断させる際、２点の教示のみでアングル頂点座標を算出し、自動的に溶接経路を算出することができるので、アングルを垂直に溶断可能となり、また、教示時間の短縮が可能となる。
【図１】五つの教示点によりアングルを溶断する場合の説明図である。
【図２】三つの教示点によりアングルを溶断する場合の説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係り、二つの教示点によりアングルを溶断する場合の溶断経路を示す説明図である。
１ アングル ２ トーチ Ｐ a溶接開始点 Ｐ b溶接終了点 Ａ a溶接開始点Ｐ aにおけるトーチアプローチベクトル Ａ b溶接終了点Ｐ bにおけるトーチアプローチベクトル Ｐ m溶接開始点Ｐ aからアングルを直角に横断する際の頂点 Ｐ b ′ 溶接開始点からアングルを直角に溶断する際の新たな溶接終了点 Ｌ 1溶接開始点Ｐ aから頂点Ｐ mまでの距離 Ｌ 2頂点Ｐ mから新たな溶接終了点Ｐ b ′までの距離 Ｌ 3新たな溶接終了点Ｐ b ′から溶接終了点Ｐ bまでの距離 Ｖ 1アングル頂点ベクトル Ｖ 2溶接開始点Ｐ aから頂点Ｐ mまでのベクトル Ｖ 3溶接終了点Ｐ b ′から溶接終了点Ｐ bまでのベクトル
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