專(zhuān)利名稱(chēng)：姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制處理裝置相對(duì)于圓管的處理面的姿勢(shì)的姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控 制裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的姿勢(shì)控制裝置，已知有如下的頂端工具導(dǎo)向裝置，該裝置具有立設(shè)在 蒸汽發(fā)生器的水室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)支承部、設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支承部的滑動(dòng)臺(tái)、安裝于滑動(dòng)臺(tái)的操作器、 以及安裝在操作器頂端的頂端工具(處理裝置)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。該頂端工具導(dǎo)向裝置控制操作器，并沿設(shè)置于水室的管座的內(nèi)周面的噴丸硬化區(qū) 域移動(dòng)(引導(dǎo))頂端工具。這時(shí)，頂端工具通過(guò)操作器向內(nèi)周面按壓，由此，頂端工具的姿 勢(shì)成為效仿管座內(nèi)周面的姿勢(shì)。即，通過(guò)利用操作器向內(nèi)周面按壓并緊貼，由此，頂端工具 的姿勢(shì)被控制為構(gòu)成規(guī)定姿勢(shì)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (日本)特開(kāi)2OO7-I8I9O9號(hào)公報(bào)但是，根據(jù)目前的頂端工具導(dǎo)向裝置，如果利用操作器使頂端工具按壓內(nèi)周面，則 根據(jù)按壓方向，頂端工具導(dǎo)向裝置的剛性不能承受來(lái)自?xún)?nèi)周面的反作用力。因此，頂端工具 導(dǎo)向裝置稍微彎曲，或者扭曲，從而存在如下情況，即導(dǎo)致應(yīng)當(dāng)按壓并緊貼的頂端工具稍微 上升。該情況下，由于頂端工具的上升，有可能引起由頂端工具導(dǎo)致的處理不良。為了解決 該問(wèn)題，可以考慮提高頂端工具導(dǎo)向裝置的剛性，但是，對(duì)于頂端工具導(dǎo)向裝置而言，由于 考慮搬入水室內(nèi)的情況而進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，由于設(shè)計(jì)上的制約，難以達(dá)到規(guī)定剛性以上的剛 性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單 的控制，使處理裝置的姿勢(shì)以所希望的姿勢(shì)面臨圓管的處理面。本發(fā)明的姿勢(shì)控制方法，計(jì)測(cè)對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝置和利 用處理裝置實(shí)施處理的圓管的處理面之間的間隙距離，控制處理裝置相對(duì)于處理面的姿 勢(shì)，該姿勢(shì)控制方法的特征在于，具備如下的姿勢(shì)控制工序，在處理裝置中設(shè)置有多個(gè)距離 計(jì)測(cè)裝置，并且，至少任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨處 理面的方式配置，基于第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的 處理裝置的姿勢(shì)，第一合計(jì)距離為將利用任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中位于一個(gè)對(duì)角上的兩個(gè) 距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，第二合計(jì)距離為將利用位于另一個(gè) 對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。在該情況下，優(yōu)選為，還具備如下的計(jì)測(cè)裝置定位工序，在多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨 的處理面上，基于在處理面上沿管軸向延伸的第一假想分界線(xiàn)及沿與第一假想分界線(xiàn)正交 的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定四個(gè)假想分割區(qū)域，四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假 想分割區(qū)域、在管軸向與第一假想分割區(qū)域鄰接的第二假想分割區(qū)域、在正交方向與第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割區(qū)域、以及在正交方向與第二假想分割區(qū)域鄰接并且在 管軸向與第三假想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中，使 第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨第一假想分割區(qū)域，使第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨第二假想分割區(qū)域， 使第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨第三假想分割區(qū)域，使第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨第四假想分割區(qū) 域，在姿勢(shì)控制工序中，基于第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向 上的處理裝置的姿勢(shì)，該第一合計(jì)距離為將利用第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離與 利用第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，該第二合計(jì)距離為將利用 第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離與利用第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離相 加而得到的距離。
另外，本發(fā)明的其他姿勢(shì)控制方法，計(jì)測(cè)對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處 理裝置和利用處理裝置實(shí)施處理的圓管的處理面之間的間隙距離，控制處理裝置相對(duì)于處 理面的姿勢(shì)，該姿勢(shì)控制方法的特征在于，具備如下的計(jì)測(cè)裝置定位工序和姿勢(shì)控制工序， 在所述計(jì)測(cè)裝置定位工序中，在處理裝置中，以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨處 理面的方式設(shè)置四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，在四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的處理面上，基于在處理面 上沿管軸向延伸的第一假想分界線(xiàn)及沿與第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假 想分界線(xiàn)，設(shè)定四個(gè)假想分割區(qū)域，四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在管軸向與第 一假想分割區(qū)域鄰接的第二假想分割區(qū)域、在正交方向與第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假 想分割區(qū)域、以及在正交方向與第二假想分割區(qū)域鄰接并且在管軸向與第三假想分割區(qū)域 鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中，使第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨第一假想 分割區(qū)域，使第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨第二假想分割區(qū)域，使第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨第三假 想分割區(qū)域，使第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨第四假想分割區(qū)域；在所述姿勢(shì)控制工序中，基于利 用第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離減去利用第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距 離的差、和利用第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離減去利用第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的 第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向上的處理裝置的姿勢(shì)，基于第一計(jì)測(cè)距離減 去第三計(jì)測(cè)距離的差、和第二計(jì)測(cè)距離減去第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向 上的處理裝置的姿勢(shì)，基于將第二計(jì)測(cè)距離與第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的第一合計(jì)距離、 和將第一計(jì)測(cè)距離與第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn) 方向上的處理裝置的姿勢(shì)。該情況下，優(yōu)選為，處理裝置構(gòu)成為，進(jìn)行在使其姿勢(shì)效仿處理面的狀態(tài)下沿處理 面移動(dòng)的效仿動(dòng)作，在處理裝置進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，實(shí)時(shí)執(zhí)行姿勢(shì)控制工序，反饋控制處理裝 置的姿勢(shì)。在上述這些情況下，優(yōu)選為還具有如下的間隙距離設(shè)定工序，基于第一計(jì)測(cè)距離、 第二計(jì)測(cè)距離、第三計(jì)測(cè)距離及第四計(jì)測(cè)距離的平均距離減去預(yù)先設(shè)定的設(shè)定距離的差， 將處理裝置與處理面之間的間隙設(shè)為設(shè)定距離。另外，在上述這些情況下，優(yōu)選為，在姿勢(shì)控制工序中，基于預(yù)先設(shè)定的繞俯仰軸 的處理裝置的初始姿勢(shì)、預(yù)先設(shè)定的繞搖擺軸的處理裝置的初始姿勢(shì)、及預(yù)先設(shè)定的繞滾 動(dòng)軸的處理裝置的初始姿勢(shì)，控制處理裝置的姿勢(shì)。另外，本發(fā)明的姿勢(shì)控制裝置，控制對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝 置的姿勢(shì)，其特征在于，具備多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，其設(shè)置于處理裝置，對(duì)處理裝置和利用處理裝置實(shí)施處理的圓管的處理面之間的間隙距離進(jìn)行計(jì)測(cè)；以及姿勢(shì)控制裝置，其基于 多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中至少任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置的計(jì)測(cè)結(jié)果，控制處理裝置相對(duì)于處理面 的姿勢(shì)，任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨處理面的方式配 置，姿勢(shì)控制裝置基于第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的 處理裝置的姿勢(shì)，該第一合計(jì)距離為將利用任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中位于一個(gè)對(duì)角上的兩 個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，該第二合計(jì)距離為將利用位于另 一個(gè)對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。在該情況下，優(yōu)選為，在多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的處理面上，基 于在處理面上沿管 軸向延伸的第一假想分界線(xiàn)及沿與第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假想分界 線(xiàn)，設(shè)定有四個(gè)假想分割區(qū)域，四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在管軸向與第一假 想分割區(qū)域鄰接的第二假想分割區(qū)域、在正交方向與第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分 割區(qū)域、以及在正交方向與第二假想分割區(qū)域鄰接并且在管軸向與第三假想分割區(qū)域鄰接 的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，在如下?tīng)顟B(tài)下，即，使任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中的第一距離計(jì)測(cè) 裝置面臨第一假想分割區(qū)域、第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨第二假想分割區(qū)域、第三距離計(jì)測(cè)裝 置面臨第三假想分割區(qū)域、第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨第四假想分割區(qū)域，姿勢(shì)控制裝置基于 第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的處理裝置的姿勢(shì)，第一 合計(jì)距離為將利用第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離與利用第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè) 的第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，第二合計(jì)距離為將利用第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一 計(jì)測(cè)距離與利用第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。另外，本發(fā)明的其他姿勢(shì)控制裝置，控制對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處 理裝置的姿勢(shì)，其特征在于，具備四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，其設(shè)置于處理裝置，對(duì)處理裝置和 利用處理裝置實(shí)施處理的圓管的處理面之間的間隙距離進(jìn)行計(jì)測(cè)；以及姿勢(shì)控制裝置，其 基于四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置的計(jì)測(cè)結(jié)果，控制處理裝置相對(duì)于處理面的姿勢(shì)，四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝 置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨處理面的方式配置，在四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨 的處理面上，基于在處理面上沿管軸向延伸的第一假想分界線(xiàn)及沿與第一假想分界線(xiàn)正交 的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定有四個(gè)假想分割區(qū)域，四個(gè)假想分割區(qū)域由第一 假想分割區(qū)域、在管軸向與第一假想分割區(qū)域鄰接的第二假想分割區(qū)域、在正交方向與第 一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割區(qū)域、以及在正交方向與第二假想分割區(qū)域鄰接并且 在管軸向與第三假想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，使四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中的第 一距離計(jì)測(cè)裝置面臨第一假想分割區(qū)域、第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨第二假想分割區(qū)域、第三 距離計(jì)測(cè)裝置面臨第三假想分割區(qū)域、第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨第四假想分割區(qū)域，姿勢(shì)控 制裝置基于利用第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離減去利用第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè) 的第二計(jì)測(cè)距離的差、和利用第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離減去利用第四距離計(jì) 測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向上的處理裝置的姿勢(shì)，而且，基 于第一計(jì)測(cè)距離減去第三計(jì)測(cè)距離的差、和第二計(jì)測(cè)距離減去第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞 搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向上的處理裝置的姿勢(shì)，并且，基于將第二計(jì)測(cè)距離與第三計(jì)測(cè)距離相加 而得到的第一合計(jì)距離、和將第一計(jì)測(cè)距離與第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的第二合計(jì)距離的 差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的處理裝置的姿勢(shì)。在該情況下，優(yōu)選為，處理裝置構(gòu)成為，進(jìn)行在使其姿勢(shì)效仿處理面的狀態(tài)下沿處理面移動(dòng)的效仿動(dòng)作，在處理裝置進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，姿勢(shì)控制裝置實(shí)時(shí)執(zhí)行姿勢(shì)控制工序， 反饋控制處理裝置的姿勢(shì)。在上述這些情況下，優(yōu)選為，姿勢(shì)控制裝置基于第一計(jì)測(cè)距離、第二計(jì)測(cè)距離、第 三計(jì)測(cè)距離及第四計(jì)測(cè)距離的平均距離減去預(yù)先設(shè)定的設(shè)定距離的差，控制處理裝置的姿 勢(shì)，以使處理裝置和處理面的間隙成為設(shè)定距離。另外，在上述這些情況下，優(yōu)選為，姿勢(shì)控制裝置基于預(yù)先設(shè)定的繞俯仰軸的處理 裝置的初始姿勢(shì)、預(yù)先設(shè)定的繞搖擺軸的處理裝置的初始姿勢(shì)、及預(yù)先設(shè)定的繞滾動(dòng)軸的 處理裝置的初始姿勢(shì)，控制處理裝置的姿勢(shì)。根據(jù)第一方面的姿勢(shì)控制方法及第七方面的姿勢(shì)控制裝置，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的控 制，繞滾動(dòng)軸控制處理裝置的姿勢(shì)。這時(shí)，由于使用任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，所以即使例如 處理裝置的姿勢(shì)偏離繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向上的角度成分、或繞搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向上的角度 成分，也不會(huì)受到此偏離的影響，能夠適當(dāng)?shù)乩@滾動(dòng)軸控制處理裝置的姿勢(shì)。另外，只要使 用至少四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置即可，根據(jù)情況，也可以使用四個(gè)以上的距離計(jì)測(cè)裝置，繞滾動(dòng)軸 控制處理裝置的姿勢(shì)。根據(jù)第二方面的姿勢(shì)控制方法及第八方面的姿勢(shì)控制裝置，能夠使任意四個(gè)距離 計(jì)測(cè)裝置適當(dāng)?shù)孛媾R四個(gè)假想分割區(qū)域。即，位于對(duì)角的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置(例如第二距 離計(jì)測(cè)裝置及第三距離計(jì)測(cè)裝置，或第一距離計(jì)測(cè)裝置及第四距離計(jì)測(cè)裝置)不會(huì)與第一 假想分界線(xiàn)或第二假想分界線(xiàn)重疊，或者不會(huì)存在多個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器面臨一個(gè)假想分割 區(qū)域的情況。因此，由于根據(jù)第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，可知用于使處理裝置的姿 勢(shì)繞滾動(dòng)軸的偏離返回規(guī)定姿勢(shì)的方向，因此能夠繞滾動(dòng)軸準(zhǔn)確地控制處理裝置的姿勢(shì)。根據(jù)第三方面的姿勢(shì)控制方法及第九方面的姿勢(shì)控制裝置，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的控 制，繞俯仰軸、搖擺軸及滾動(dòng)軸控制處理裝置的姿勢(shì)。通過(guò)該控制，可以使處理裝置在效仿 圓管的處理面的狀態(tài)下面臨圓管的處理面。因此，通過(guò)將處理裝置的姿勢(shì)控制為效仿處理 面的姿勢(shì)，由此，不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣利用操作器使頂端工具按壓內(nèi)周面(處理面)，由 于來(lái)自處理面的反作用力不會(huì)變大，因此也不需要提高頂端工具導(dǎo)向裝置的剛性。另外，作為處理裝置，例如有用于進(jìn)行噴丸硬化的頂端工具、利用超聲波等進(jìn)行檢 查的檢查裝置、顯微鏡等攝像相機(jī)、或用于進(jìn)行切削加工及銑削加工的加工裝置等。另外， 作為圓管，有其截面為圓形截面、橢圓形截面或卵形截面等的圓管。根據(jù)第四方面的姿勢(shì)控制方法及第十方面的姿勢(shì)控制裝置，在處理裝置進(jìn)行效仿 動(dòng)作時(shí)，可以反饋控制處理裝置的姿勢(shì)，因此，即使處理裝置移動(dòng)，也能夠?qū)⑻幚硌b置的姿 勢(shì)一直維持在效仿處理面的姿勢(shì)。根據(jù)第五方面的姿勢(shì)控制方法及第十一方面的姿勢(shì)控制裝置，可以將處理裝置和 處理面之間的間隙距離設(shè)為所希望的距離，因此，可以在將間隙維持在規(guī)定距離的狀態(tài)下， 利用處理裝置實(shí)施處理。根據(jù)第六方面的姿勢(shì)控制方法及第十二方面的姿勢(shì)控制裝置，通過(guò)將處理裝置設(shè) 為預(yù)先設(shè)定的初始姿勢(shì)，可以在將處理裝置維持在初始姿勢(shì)的狀態(tài)下，利用處理裝置對(duì)處 理面實(shí)施處理。


圖1是表示實(shí)施例1的頂端工具導(dǎo)向裝置的立體圖；圖2是表示頂端工具的模式圖；圖3是計(jì)測(cè)傳感器定位工序的說(shuō)明圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明3圓筒管4處理面10頂端工具導(dǎo)向裝置17頂端工具18控制裝置43a第一距離計(jì)測(cè)傳感器43b第二距離計(jì)測(cè)傳感器43c第三距離計(jì)測(cè)傳感器43d第四距離計(jì)測(cè)傳感器52動(dòng)作修正控制部Kl第一假想分界線(xiàn)K2第二假想分界線(xiàn)El第一假想分割區(qū)域E2第二假想分割區(qū)域E3第三假想分割區(qū)域E4第四假想分割區(qū)域Ll第一計(jì)測(cè)距離L2第二計(jì)測(cè)距離L3第三計(jì)測(cè)距離L4第四計(jì)測(cè)距離Ls計(jì)測(cè)距離成分
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置進(jìn)行說(shuō)明，另外，本發(fā)明 并不限于該實(shí)施例。實(shí)施例1在此，圖1是表示本實(shí)施例的頂端工具導(dǎo)向裝置的立體圖，圖2是表示頂端工具的模式圖，圖3是計(jì)測(cè)傳感器定位工序的說(shuō)明圖。首先，參照?qǐng)D1對(duì)將本實(shí)施例的姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置適用于頂端工具導(dǎo) 向裝置的情況進(jìn)行說(shuō)明。頂端工具導(dǎo)向裝置10設(shè)置于在加壓水型輕水反應(yīng)堆原子能發(fā)電 設(shè)備設(shè)置的蒸汽發(fā)生器的水室1內(nèi)。而且，頂端工具導(dǎo)向裝置10對(duì)設(shè)于水室1下部的管座 2及與管座2連接的圓筒管3 (圓管)之間的焊接部分的內(nèi)周面(以下稱(chēng)為處理面4)實(shí)施 各種處理。頂端工具導(dǎo)向裝置10具備從水室1的底面朝向頂面立設(shè)的旋轉(zhuǎn)支承部14、具有滑動(dòng)機(jī)構(gòu)并且裝卸自如地連結(jié)于旋轉(zhuǎn)支承部14的滑動(dòng)臺(tái)15、裝卸自如地安裝于滑動(dòng)臺(tái)15的 操作器16、裝卸自如地安裝于操作器16頂端的頂端工具17 (處理裝置)。而且，頂端工具 導(dǎo)向裝置10構(gòu)成為能夠分別解體為旋轉(zhuǎn)支承部14、滑動(dòng)臺(tái)15、操作器16及頂端工具17，并 且構(gòu)成為能夠組裝。另外，頂端工具導(dǎo)向裝置10連接有控制裝置18，利用控制裝置18控制 頂端工具導(dǎo)向裝置10的各種動(dòng)作。旋轉(zhuǎn)支承部14具有設(shè)置于水室1底面的下部基座20、設(shè)置于下部基座20的上部 且相對(duì)于下部基座20可旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的柱狀旋轉(zhuǎn)部21、和設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部21的上部并通過(guò)設(shè)置 于旋轉(zhuǎn)部21的升降機(jī)構(gòu)相對(duì)于下部基座20可升降移動(dòng)的上部支承部22。在設(shè)置旋轉(zhuǎn)支承部14時(shí)，首先，將下部基座20設(shè)置于水室1的底面，之后，利用升 降機(jī)構(gòu)使上部支承部22在鉛直方向上升，并按壓水室1的頂面。由此，旋轉(zhuǎn)支承部14相對(duì) 于水室1的底面及頂面，以在鉛直方向上支撐的狀態(tài)固定。滑動(dòng)臺(tái)15具有將基端部連結(jié)于旋轉(zhuǎn)部21上部的臺(tái)部30、在臺(tái)部30上滑動(dòng)移動(dòng)的 滑動(dòng)部31、以及經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)于臺(tái)部30頂端部的支承部23，滑動(dòng)部31利 用未圖示的驅(qū)動(dòng)部可滑動(dòng)移動(dòng)。在滑動(dòng)部31設(shè)置有可裝卸自如地安裝操作器16的第一工 具變換裝置32。另外，支承部23的基端部以旋轉(zhuǎn)軸24為中心，在收納位置和支承位置之間 可移動(dòng)，支承部23的基端部與旋轉(zhuǎn)部21的下部連結(jié)。在將滑動(dòng)臺(tái)15設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支承部14時(shí)，將臺(tái)部30的基端部與旋轉(zhuǎn)部21的上部 連結(jié)后，使支承部23的基端部從收納位置旋轉(zhuǎn)至支承位置，并將支承部23的基端部連結(jié)于 旋轉(zhuǎn)部21的下部。操作器16是所謂的7軸操作器，其基端部裝卸自如地連結(jié)于滑動(dòng)部31的第一工 具變換裝置32。在操作器16的頂端部設(shè)有裝卸自如地安裝頂端工具17的第二工具變換裝 置35。另外，操作器16通過(guò)上述控制裝置18控制其動(dòng)作。頂端工具17例如備有對(duì)上述處理面4進(jìn)行噴丸硬化處理的頂端工具、檢查上述處 理面4的頂端工具等。另外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)使用了進(jìn)行噴丸硬化處理的頂端工具的情 況進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，頂端工具17具備長(zhǎng)方體狀的工具主體40、設(shè)置于工具主體40側(cè)面的 汽缸41、設(shè)置于與處理面4對(duì)置的工具主體40的設(shè)置面的四個(gè)全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42a、42b、42c、 42d。另外，在頂端工具17上設(shè)置有四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d。汽缸41的基端部安裝于上述操作器16的第二工具變換裝置35，在其頂端部固定 有工具主體40。因此，在通過(guò)操作器16將工具主體40的四個(gè)全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42a、42b、42c、42d 向處理面4推壓并碰到處理面時(shí)，汽缸41因來(lái)自處理面4的反作用力而收縮，另一方面，在 通過(guò)操作器16使工具主體40從處理面4離開(kāi)時(shí)，汽缸42伸長(zhǎng)。S卩，汽缸41隨著工具主體 40相對(duì)于處理面4的接觸或離開(kāi)，其伸縮幅度可變，由此，吸收工具主體40和處理面4之間 的間隙的誤差。四個(gè)全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42a、42b、42c、42d設(shè)置于工具主體40的設(shè)置面，并由第一全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42a (圖示右上方)、第二全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42b (圖示右下方)、第三全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42c (圖示左 上方)及第四全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42d(圖示左下方)構(gòu)成，按照構(gòu)成長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系 的方式配置。即，四個(gè)全向轉(zhuǎn)動(dòng)輥42a、42b、42c、42d配置成長(zhǎng)方形的方格狀。四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d由第一距離計(jì)測(cè)傳感器43a(圖示右上方)、第二距離計(jì)測(cè)傳感器43b (圖示右下方)、第三距離計(jì)測(cè)傳感器43c (圖示左上方)及第 四距離計(jì)測(cè)傳感器43d(圖示左下方)構(gòu)成，計(jì)測(cè)頂端工具17和處理面4之間的距離。另 夕卜，四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d附設(shè)于工具主體40的側(cè)面，與上述四個(gè)全向轉(zhuǎn) 動(dòng)輥42a、42b、42c、42d同樣地，按照構(gòu)成長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系的方式配置。S卩，四 個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d也配置成長(zhǎng)方形的方格狀。作為距離計(jì)測(cè)傳感器，例如使用行程式接觸型位移計(jì)，四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、 43b,43c,43d的頂端從工具主體40的設(shè)置面突出地設(shè)置，其突出量分別相同。由這四個(gè)距 離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)結(jié)果向控制裝置18輸出。另外，本實(shí)施例中， 使用了接觸型位移計(jì)，但也可以使用激光位移計(jì)等非接觸型位移計(jì)。
接著，對(duì)連接于頂端工具導(dǎo)向裝置10的控制裝置18進(jìn)行說(shuō)明?？刂蒲b置18主要 由CPU、ROM及RAM等構(gòu)成，這些部件協(xié)動(dòng)來(lái)控制頂端工具導(dǎo)向裝置10，從而可以使頂端工 具導(dǎo)向裝置10進(jìn)行各種動(dòng)作。控制裝置18具有設(shè)定用于使頂端工具17沿處理面4移動(dòng)的移動(dòng)軌跡的移動(dòng)軌 跡設(shè)定部50、控制操作器16的動(dòng)作以便沿設(shè)定的移動(dòng)軌跡使頂端工具17的姿勢(shì)效仿處理 面4并移動(dòng)的動(dòng)作控制部51、修正操作器16的動(dòng)作控制以修正沿移動(dòng)軌跡移動(dòng)的頂端工具 17的姿勢(shì)的動(dòng)作修正控制部52。移動(dòng)軌跡設(shè)定部50基于各種數(shù)據(jù)，設(shè)定從移動(dòng)開(kāi)始位置到移動(dòng)結(jié)束位置的移動(dòng) 軌跡，以使頂端工具17例如遍及管座2和圓筒管3之間的焊接部分的內(nèi)周面(處理面4) 的整個(gè)周向(一周)而移動(dòng)。動(dòng)作控制部51控制操作器16的動(dòng)作，以便在設(shè)定的移動(dòng)軌跡上，從移動(dòng)開(kāi)始位置 到移動(dòng)結(jié)束位置，進(jìn)行使頂端工具17的姿勢(shì)效仿處理面4而移動(dòng)的效仿動(dòng)作(倣。動(dòng)作)， 艮口，使頂端工具17和處理面4(嚴(yán)格地說(shuō)，由于處理面4彎曲，因此，更準(zhǔn)確地說(shuō)是處理面4 的切線(xiàn)方向)平行。當(dāng)在移動(dòng)軌跡上效仿處理面4而移動(dòng)的頂端工具17的姿勢(shì)因誤差等而偏離時(shí)，動(dòng) 作修正控制部52基于四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d的計(jì)測(cè)結(jié)果修正操作器16的 動(dòng)作以修正頂端工具17的姿勢(shì)(詳細(xì)情況后述)。即，權(quán)利要求中所述的姿勢(shì)控制裝置為 動(dòng)作修正控制部52。在此，對(duì)通過(guò)頂端工具導(dǎo)向裝置10對(duì)管座2和圓筒管3之間的焊接部分的內(nèi)周面 (處理面4)實(shí)施處理的一系列的處理控制動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。該處理控制動(dòng)作由移動(dòng)軌跡設(shè)定 工序、計(jì)測(cè)傳感器定位工序(計(jì)測(cè)裝置定位工序)、動(dòng)作控制工序、以及動(dòng)作修正控制工序 (姿勢(shì)控制工序)構(gòu)成。移動(dòng)軌跡設(shè)定工序利用上述移動(dòng)軌跡設(shè)定部50遍及整個(gè)周向而設(shè)定從移動(dòng)開(kāi)始 位置到移動(dòng)結(jié)束位置的頂端工具17的移動(dòng)軌跡(參照?qǐng)D2)。如圖3所示，計(jì)測(cè)傳感器定位工序使頂端工具17及附設(shè)于頂端工具17的四個(gè)距 離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d面臨設(shè)定的移動(dòng)軌跡的移動(dòng)開(kāi)始位置的處理面4。這時(shí)，移 動(dòng)開(kāi)始位置的圓筒管3的處理面4，通過(guò)在處理面4沿管軸向延伸的第一假想分界線(xiàn)Kl及 沿與第一假想分界線(xiàn)Kl正交的切線(xiàn)方向(正交方向)延伸的第二假想分界線(xiàn)K2，劃分為 四個(gè)假想分割區(qū)域El、E2、E3、E4。四個(gè)假想分割區(qū)域El、E2、E3、E4由第一假想分割區(qū)域 El (圖示右上方)、在管軸向與第一假想分割區(qū)域El鄰接的第二假想分割區(qū)域E2 (圖示右下方)、在切線(xiàn)方向與第一假想分割區(qū)域El鄰接的第三假想分割區(qū)域E3 (圖示左上方)、在 切線(xiàn)方向與第二假想分割區(qū)域E2鄰接并且在管軸向與第三假想分割區(qū)域E3鄰接的第四假 想分割區(qū)域E4(圖示左下方)構(gòu)成。而且，控制裝置18控制操作器16，使四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d接觸 并面臨處理面4，以便使第一距離計(jì)測(cè)傳感器43a面臨第一假想分割區(qū)域El、使第二距離計(jì) 測(cè)傳感器43b面臨第二假想分割區(qū)域E2、使第三距離計(jì)測(cè)傳感器43c面臨第三假想分割區(qū) 域E3、使第四距離計(jì)測(cè)傳感器43d面臨第四假想分割區(qū)域E4。因此，能夠使四個(gè)距離計(jì)測(cè) 傳感器43a、43b、43c、43d與處理面4適當(dāng)?shù)亟佑|，而不會(huì)導(dǎo)致第一距離計(jì)測(cè)傳感器43a及 第四距離計(jì)測(cè)傳感器43b與第一假想分界線(xiàn)Kl或第二假想分界線(xiàn)K2重疊，或者，第二距離 計(jì)測(cè)傳感器43b及第三距離計(jì)測(cè)傳感器43c與第一假想分界線(xiàn)Kl或第二假想分界線(xiàn)K2重 疊。另外，能夠適當(dāng)使四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d與處理面4接觸，而不會(huì)導(dǎo)致 多個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器面臨一個(gè)假想分割區(qū)域。
動(dòng)作控制工序通過(guò)控制裝置8的動(dòng)作控制部51控制操作器16，在相對(duì)于處理面4 維持頂端工具17的姿勢(shì)的狀態(tài)下，沿設(shè)定的移動(dòng)軌跡，使頂端工具17從移動(dòng)開(kāi)始位置移動(dòng) 至移動(dòng)結(jié)束位置。而且，當(dāng)在移動(dòng)軌跡上移動(dòng)的頂端工具17進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作修正控制工序通 過(guò)動(dòng)作修正控制部52，實(shí)時(shí)執(zhí)行操作器16的動(dòng)作修正，并反饋控制頂端工具17的姿勢(shì)。接著，對(duì)本實(shí)施例的特征部分即修正頂端工具17的姿勢(shì)的操作器16的動(dòng)作修正 控制工序進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。操作器16的動(dòng)作修正控制工序、即頂端工具17的姿勢(shì)控制工序由如下工序構(gòu)成 基于與處理面4接觸的四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d的計(jì)測(cè)結(jié)果，對(duì)繞沿切線(xiàn)方 向延伸的俯仰軸(C ” ★軸)的旋轉(zhuǎn)方向上的頂端工具17的姿勢(shì)進(jìn)行控制的俯仰軸姿勢(shì) 控制工序；對(duì)繞沿管軸向延伸的搖擺軸(3 —軸)的旋轉(zhuǎn)方向上的頂端工具17的姿勢(shì)進(jìn)行 控制的搖擺軸姿勢(shì)控制工序；對(duì)繞沿頂端工具17和處理面4離開(kāi)的方向延伸的滾動(dòng)軸(α 一&軸)的旋轉(zhuǎn)方向上的頂端工具17的姿勢(shì)進(jìn)行控制的滾動(dòng)軸姿勢(shì)控制工序。另外，切線(xiàn) 方向、管軸向及離開(kāi)方向與X軸方向(管軸向)、Y軸方向(切線(xiàn)方向)及Z軸方向(離開(kāi) 方向)的關(guān)系相同，是以頂端工具17為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系。另外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)控制頂端 工具17的姿勢(shì)以使其在切線(xiàn)方向、管軸向及離開(kāi)方向上成為平行姿態(tài)的情況進(jìn)行說(shuō)明。上述計(jì)測(cè)傳感器定位工序中，使四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d與處理面 4接觸時(shí)，利用四個(gè)距離計(jì)測(cè)傳感器43a、43b、43c、43d計(jì)測(cè)頂端工具17和處理面4之間的 距離。俯仰軸姿勢(shì)控制工序，基于利用第一距離計(jì)測(cè)傳感器43a計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離Ll 減去利用第二距離計(jì)測(cè)傳感器43b計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離L2的差(L1-L2)、和利用第三距離 計(jì)測(cè)傳感器43c計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離L3減去利用第四距離計(jì)測(cè)傳感器43d計(jì)測(cè)的第四計(jì) 測(cè)距離L4的差(L3-L4)，控制繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向上的頂端工具17的姿勢(shì)。具體而言，基 于利用數(shù)式1的(1)所示的算式算出的俯仰成分的控制量進(jìn)行控制。這時(shí)，Gp是俯仰控制 增益，根據(jù)動(dòng)作環(huán)境設(shè)定適當(dāng)?shù)脑鲆?。[數(shù)式1]
俯仰成分控制量(deg)|(AzMli^_lM|xG/)......( 1 )搖擺成分控制量(deg)|(ΑζΜζΜ|χσ>,……(2 )滾動(dòng)成分控制量(deg)+卜(3 )俯仰控制增益GP搖擺控制增益GY滾動(dòng)控制增益GK例如，在繞俯仰軸的頂端工具17的姿勢(shì)與處理面4平行的狀態(tài)下，頂端工具17繞 俯仰軸旋轉(zhuǎn)。于是，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第三計(jì)測(cè)距離L3伸長(zhǎng)，第二計(jì)測(cè)距離L2及第四計(jì) 測(cè)距離L4縮短?；蛘?，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第三計(jì)測(cè)距離L3縮短，第二計(jì)測(cè)距離L2及第四 計(jì)測(cè)距離L4伸長(zhǎng)。即，在頂端工具17的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一計(jì)測(cè)距離Ll減去第二計(jì)測(cè)距離 L2的差及第三計(jì)測(cè)距離L3減去第四計(jì)測(cè)距離L4的差增大。因此，在進(jìn)行控制以使頂端工 具17的姿勢(shì)返回到原來(lái)狀態(tài)、即與處理面4平行的狀態(tài)的情況下，以使第一計(jì)測(cè)距離Ll減 去第二計(jì)測(cè)距離L2的差及第三計(jì)測(cè)距離L3減去第四計(jì)測(cè)距離L4的差接近零的方式，控制 操作器16的動(dòng)作即可。搖擺軸姿勢(shì)控制工序基于第一計(jì)測(cè)距離Ll減去第三計(jì)測(cè)距離L3的差(L1-L3)、和 第二計(jì)測(cè)距離L2減去第四計(jì)測(cè)距離L4的差(L2-L4)，控制繞搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向上的頂端工 具17的姿勢(shì)。具體而言，基于利用數(shù)式1的(2)所示的算式算出的搖擺成分的控制量進(jìn)行 控制。這時(shí)，Gy是搖擺控制增益，根據(jù)動(dòng)作環(huán)境設(shè)定適當(dāng)?shù)脑鲆?。例如，在繞搖擺軸的頂端工具17的姿勢(shì)與處理面4平行的狀態(tài)下，頂端工具17繞 搖擺軸旋轉(zhuǎn)。于是，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第二計(jì)測(cè)距離L2伸長(zhǎng)，第三計(jì)測(cè)距離L3及第四計(jì) 測(cè)距離L4縮短?；蛘?，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第二計(jì)測(cè)距離L2縮短，第三計(jì)測(cè)距離L3及第四 計(jì)測(cè)距離L4伸長(zhǎng)。S卩，頂端工具17的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一計(jì)測(cè)距離Ll減去第三計(jì)測(cè)距離L3 的差及第二計(jì)測(cè)距離L2減去第四計(jì)測(cè)距離L4的差增大。因此，在進(jìn)行控制以使頂端工具 17的姿勢(shì)返回到原來(lái)狀態(tài)、即與處理面4平行的狀態(tài)的情況下，以使第一計(jì)測(cè)距離Ll減去 第三計(jì)測(cè)距離L3的差及第二計(jì)測(cè)距離L2減去第四計(jì)測(cè)距離L4的差接近零的方式，控制操 作器16的動(dòng)作即可。滾動(dòng)軸姿勢(shì)控制工序基于將第二計(jì)測(cè)距離L2與第三計(jì)測(cè)距離L3相加而得到的第 一合計(jì)距離(L2+L3)減去將第一計(jì)測(cè)距離Ll與第四計(jì)測(cè)距離L4相加而得到的第二合計(jì)距 離(L1+L4)的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向的頂端工具17的姿勢(shì)。具體而言，基于利用數(shù) 式1的(3)所示的算式算出的滾動(dòng)成分的控制量進(jìn)行控制。這時(shí)，Gr是滾動(dòng)控制增益，根 據(jù)動(dòng)作環(huán)境設(shè)定適當(dāng)?shù)脑鲆?。例如，在繞滾動(dòng)軸的頂端工具17的姿勢(shì)與處理面4平行的狀態(tài)下，頂端工具17繞 滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。于是，第二計(jì)測(cè)距離L2及第三計(jì)測(cè)距離L3伸長(zhǎng)，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第四計(jì) 測(cè)距離L4縮短?；蛘?，第二計(jì)測(cè)距離L2及第三計(jì)測(cè)距離L3縮短，第一計(jì)測(cè)距離Ll及第四 計(jì)測(cè)距離L4伸長(zhǎng)。即，頂端工具17的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一合計(jì)距離(L2+L3)減去第二合計(jì)距離(L1+L4)的差增大。因此，在進(jìn)行控制以使頂端工具17的姿勢(shì)返回到原來(lái)狀態(tài)的情況下， 以使第一合計(jì)距離(L2+L3)減去第二合計(jì)距離(L1+L4)的差接近零的方式，控制操作器16 的動(dòng)作即可。根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)執(zhí)行俯仰軸姿勢(shì)控制工序、搖擺軸姿勢(shì)控制工序及滾動(dòng)軸姿 勢(shì)控制工序組成的動(dòng)作修正控制工序(姿勢(shì)控制工序)，從而可以通過(guò)簡(jiǎn)單的控制，繞俯仰 軸、搖擺軸及滾動(dòng)軸控制頂端工具17的姿勢(shì)。另外，可以在使頂端工具17的姿勢(shì)效仿圓筒 管3的處理面4的狀態(tài)下，即在切線(xiàn)方向、管軸向及離開(kāi)方向上構(gòu)成平行姿勢(shì)的狀態(tài)下，使 頂端工具17面臨處理面4。而且，通過(guò)實(shí)時(shí)執(zhí)行動(dòng)作修正控制工序，在頂端工具17進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，能夠反 饋控制頂端工具17的姿勢(shì)，因此，即使頂端工具17沿處理面4移動(dòng)，也能夠?qū)㈨敹斯ぞ?7 的姿勢(shì)一直維持在效仿處理面4的姿勢(shì)。另外，對(duì)構(gòu)成橢圓形截面或卵形截面的圓管的處理面4執(zhí)行上述動(dòng)作修正控制工 序時(shí)，通過(guò)根據(jù)處理面4適當(dāng)改變控制用增益Gp、Gy、Gr而執(zhí)行上述工序，從而可以控制頂 端工具17的姿勢(shì)。另外，處理面4為圓管的外周面時(shí)，通過(guò)將滾動(dòng)軸姿勢(shì)控制工序中(3) 的數(shù)式的正負(fù)顛倒(乘以負(fù)號(hào))，從而可以適用上述的動(dòng)作修正控制工序。而且，移動(dòng)軌跡 不需要遍及整個(gè)周向而設(shè)定，可以任意設(shè)定。接著，對(duì)本實(shí)施例的頂端工具導(dǎo)向裝置10的變形例1進(jìn)行說(shuō)明。另外，為了避免 重復(fù)的記載，只對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。變形例1的頂端工具導(dǎo)向裝置10可以在將頂端工 具17和處理面4的間隙維持在規(guī)定距離(設(shè)定距離)的狀態(tài)下，使頂端工具17沿移動(dòng)軌 跡進(jìn)行移動(dòng)。具體而言，在動(dòng)作控制修正工序中還具有間隙距離設(shè)定工序。在間隙距離設(shè)定工 序中，基于第一計(jì)測(cè)距離Li、第二計(jì)測(cè)距離L2、第三計(jì)測(cè)距離L3及第四計(jì)測(cè)距離L4的平均 距離成分減去預(yù)先設(shè)定的設(shè)定距離成分Ls的差，進(jìn)行控制以使頂端工具17和處理面4的 間隙成為設(shè)定距離成分Ls。即，基于通過(guò)數(shù)式2的(4)所示的算式算出的按壓成分的控制 量進(jìn)行控制。這時(shí)，Gs為按壓控制增益，根據(jù)動(dòng)作環(huán)境設(shè)定適當(dāng)?shù)脑鲆?。[數(shù)式2]按壓成分控制量<formula>formula see original document page 15</formula>
設(shè)定距離成分LS按壓控制增益GS例如，在頂端工具17的姿勢(shì)相對(duì)于處理面4處于效仿姿勢(shì)的狀態(tài)下，當(dāng)頂端工具 17和處理面4的間隙未達(dá)到設(shè)定距離成分Ls時(shí)，平均距離成分減去設(shè)定距離成分Ls的差 增大。因此，在將頂端工具17和處理面4的間隙設(shè)為設(shè)定距離Ls時(shí)，以使平均距離成分減 去設(shè)定距離成分Ls的差接近零的方式控制操作器16的動(dòng)作即可。根據(jù)上述構(gòu)成，不僅可以繞俯仰軸、搖擺軸以及滾動(dòng)軸控制頂端工具17的姿勢(shì)， 而且也可以在將頂端工具17和處理面4的間隙距離維持在設(shè)定距離Ls的狀態(tài)下使頂端工 具17進(jìn)行效仿動(dòng)作。該情況下，也可以構(gòu)成為將設(shè)置于頂端工具17的汽缸41及四個(gè)全向 轉(zhuǎn)動(dòng)輥 42a、42b、42c、42d 取消。接著，對(duì)本實(shí)施例的頂端工具導(dǎo)向裝置10的變形例2進(jìn)行說(shuō)明。另外，為了避免重復(fù)的記載，只對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。變形例2的頂端工具導(dǎo)向裝置10可以在使頂端工 具17的姿勢(shì)處于所希望的初始姿勢(shì)的狀態(tài)下使其面臨處理面4，并且可以在維持初始姿勢(shì) 的狀態(tài)下，使頂端工具17沿移動(dòng)軌跡移動(dòng)。具體而言，基于數(shù)式3的(5)所示的算式控制頂端工具17的姿勢(shì)，該算式(5)在 俯仰軸姿勢(shì)控制工序的(1)的算式中，減去預(yù)先設(shè)定的頂端工具17的繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向 上的初始姿勢(shì)的角度成分Fp而得到。同樣地，基于數(shù)式3的(6)及(7)所示的算式控制頂 端工具17的姿勢(shì)，該算式(6)及(7)分別在搖擺軸姿勢(shì)控制工序及滾動(dòng)軸姿勢(shì)控制工序的 (2)及(3)的算式中，減去預(yù)先設(shè)定的頂端工具17的繞搖擺軸及繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的 初始姿勢(shì)的角度成分Fy、Fr而得到。[數(shù)式3]初始姿勢(shì)的俯仰角度成分Fp初始姿勢(shì)的搖擺角度成分Fy初始姿勢(shì)的滾動(dòng)角度成分Fk俯仰成分控制量(deg)+……(5)搖擺成分控制量(deg)^-Fy^xGy ……(6)滾動(dòng)成分控制量(deg)_ ^ I x % ......(7)例如，從繞俯仰軸的頂端工具17的姿勢(shì)成為初始姿勢(shì)Fp的狀態(tài)開(kāi)始，頂端工具17 繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)。于是，利用(1)的算式求出的頂端工具的姿勢(shì)減去初始姿勢(shì)Fp的差增大。 因此，使頂端工具17返回初始姿勢(shì)時(shí)，以使利用(1)的算式求出的頂端工具的姿勢(shì)減去初 始姿勢(shì)Fp的差、S卩(5)的算式的值接近零的方式控制操作器16的動(dòng)作即可。另外，由于在 搖擺軸姿勢(shì)控制工序及滾動(dòng)軸姿勢(shì)控制工序中也相同，因此省略說(shuō)明。根據(jù)以上的構(gòu)成，不僅可以繞俯仰軸、搖擺軸及滾動(dòng)軸控制頂端工具17的姿勢(shì)， 而且也可以在將頂端工具17的姿勢(shì)維持在初始姿勢(shì)的狀態(tài)下，使頂端工具17進(jìn)行效仿動(dòng) 作。該情況下，優(yōu)選根據(jù)各種處理，將頂端工具17的姿勢(shì)設(shè)為適當(dāng)?shù)某跏甲藙?shì)。工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置適合于對(duì)圓管的內(nèi)周面及外周 面實(shí)施處理的情況，尤其適合于對(duì)圓管的焊接部分實(shí)施處理的情況。
權(quán)利要求
一種姿勢(shì)控制方法，計(jì)測(cè)對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝置和利用所述處理裝置實(shí)施處理的所述圓管的處理面之間的間隙距離，控制所述處理裝置相對(duì)于所述處理面的姿勢(shì)，該姿勢(shì)控制方法的特征在于，具備如下的姿勢(shì)控制工序，在所述處理裝置中設(shè)置有多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，并且，至少任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨所述處理面的方式配置，基于第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，第一合計(jì)距離為將利用所述任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中位于一個(gè)對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，第二合計(jì)距離為將利用位于另一個(gè)對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的姿勢(shì)控制方法，其特征在于，還具備如下的計(jì)測(cè)裝置定位工序，在所述多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的所述處理面上，基于在所述處理面上沿管軸向延伸的 第一假想分界線(xiàn)及沿與所述第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定 四個(gè)假想分割區(qū)域，所述四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在所述管軸向與所述第一假想分割區(qū)域 鄰接的第二假想分割區(qū)域、在所述正交方向與所述第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割 區(qū)域、以及在所述正交方向與所述第二假想分割區(qū)域鄰接并且在所述管軸向與所述第三假 想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，所述任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中，使第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第一假想分割區(qū)域，使 第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第二假想分割區(qū)域，使第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第三假想分 割區(qū)域，使第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第四假想分割區(qū)域，在所述姿勢(shì)控制工序中，基于所述第一合計(jì)距離和所述第二合計(jì)距離的差，控制繞滾 動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，該第一合計(jì)距離為將利用所述第二距離計(jì)測(cè)裝 置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離與利用所述第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的 距離，該第二合計(jì)距離為將利用所述第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離與利用所述第 四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。
3.一種姿勢(shì)控制方法，計(jì)測(cè)對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝置和利用所述 處理裝置實(shí)施處理的所述圓管的處理面之間的間隙距離，控制所述處理裝置相對(duì)于所述處 理面的姿勢(shì)，該姿勢(shì)控制方法的特征在于，具備如下的計(jì)測(cè)裝置定位工序和姿勢(shì)控制工序，在所述計(jì)測(cè)裝置定位工序中，在所述處理裝置中，以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨所述處理面的方式設(shè)置 四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，在所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的所述處理面上，基于在所述處理面上沿管軸向延伸的 第一假想分界線(xiàn)及沿與所述第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定 四個(gè)假想分割區(qū)域，所述四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在所述管軸向與所述第一假想分割區(qū)域 鄰接的第二假想分割區(qū)域、在所述正交方向與所述第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割區(qū)域、以及在所述正交方向與所述第二假想分割區(qū)域鄰接并且在所述管軸向與所述第三假 想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中，使第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第一假想分割區(qū)域，使第二 距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第二假想分割區(qū)域，使第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第三假想分割區(qū) 域，使第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第四假想分割區(qū)域； 在所述姿勢(shì)控制工序中，基于利用所述第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離減去利用所述第二距離計(jì)測(cè)裝 置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離的差、和利用所述第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離減去利用 所述第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理 裝置的姿勢(shì)，基于所述第一計(jì)測(cè)距離減去所述第三計(jì)測(cè)距離的差、和所述第二計(jì)測(cè)距離減去所述第 四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，基于將所述第二計(jì)測(cè)距離與所述第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的第一合計(jì)距離、和將所述 第一計(jì)測(cè)距離與所述第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn) 方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)。
4.如權(quán)利要求3所述的姿勢(shì)控制方法，其特征在于，所述處理裝置構(gòu)成為，進(jìn)行在使其姿勢(shì)效仿所述處理面的狀態(tài)下沿所述處理面移動(dòng)的 效仿動(dòng)作，在所述處理裝置進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，實(shí)時(shí)執(zhí)行所述姿勢(shì)控制工序，反饋控制所述處理裝 置的姿勢(shì)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的姿勢(shì)控制方法，其特征在于， 還具備如下的間隙距離設(shè)定工序，基于所述第一計(jì)測(cè)距離、所述第二計(jì)測(cè)距離、所述第三計(jì)測(cè)距離及所述第四計(jì)測(cè)距離 的平均距離減去預(yù)先設(shè)定的設(shè)定距離的差，將所述處理裝置與所述處理面之間的間隙設(shè)為 所述設(shè)定距離。
6.如權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的姿勢(shì)控制方法，其特征在于， 在所述姿勢(shì)控制工序中，基于預(yù)先設(shè)定的繞所述俯仰軸的所述處理裝置的初始姿勢(shì)、預(yù)先設(shè)定的繞所述搖擺軸 的所述處理裝置的初始姿勢(shì)、及預(yù)先設(shè)定的繞所述滾動(dòng)軸的所述處理裝置的初始姿勢(shì)，控 制所述處理裝置的姿勢(shì)。
7.一種姿勢(shì)控制裝置，控制對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝置的姿勢(shì)，其 特征在于，具備多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，其設(shè)置于所述處理裝置，對(duì)所述處理裝置和利用所述處理裝置實(shí) 施處理的所述圓管的處理面之間的間隙距離進(jìn)行計(jì)測(cè)；以及姿勢(shì)控制裝置，其基于所述多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中至少任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置的計(jì)測(cè)結(jié) 果，控制所述處理裝置相對(duì)于所述處理面的姿勢(shì)，所述任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨所述處理面的 方式配置，所述姿勢(shì)控制裝置基于第一合計(jì)距離和第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，該第一合計(jì)距離為將利用所述任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中位于一 個(gè)對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離，該第二合計(jì)距離為 將利用位于另一個(gè)對(duì)角上的兩個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置分別計(jì)測(cè)的計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。
8.如權(quán)利要求7所述的姿勢(shì)控制裝置，其特征在于，在所述多個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的所述處理面上，基于在所述處理面上沿管軸向延伸的 第一假想分界線(xiàn)及沿與所述第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定 有四個(gè)假想分割區(qū)域，所述四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在所述管軸向與所述第一假想分割區(qū)域 鄰接的第二假想分割區(qū)域、在所述正交方向與所述第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割 區(qū)域、以及在所述正交方向與所述第二假想分割區(qū)域鄰接并且在所述管軸向與所述第三假 想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，在如下?tīng)顟B(tài)下，即，使所述任意四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中的第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第 一假想分割區(qū)域、第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第二假想分割區(qū)域、第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨 所述第三假想分割區(qū)域、第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第四假想分割區(qū)域，所述姿勢(shì)控制裝置基于所述第一合計(jì)距離和所述第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸的 旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，所述第一合計(jì)距離為將利用所述第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì) 測(cè)的所述第二計(jì)測(cè)距離與利用所述第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的所述第三計(jì)測(cè)距離相加而得 到的距離，所述第二合計(jì)距離為將利用所述第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的所述第一計(jì)測(cè)距離與 利用所述第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的所述第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的距離。
9.一種姿勢(shì)控制裝置，控制對(duì)圓管的內(nèi)周面或外周面實(shí)施處理的處理裝置的姿勢(shì)，其 特征在于，具備四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置，其設(shè)置于所述處理裝置，對(duì)所述處理裝置和利用所述處理裝置實(shí) 施處理的所述圓管的處理面之間的間隙距離進(jìn)行計(jì)測(cè)；以及姿勢(shì)控制裝置，其基于所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置的計(jì)測(cè)結(jié)果，控制所述處理裝置相對(duì)于 所述處理面的姿勢(shì)，所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置以構(gòu)成矩形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置關(guān)系且面臨所述處理面的方式配置，在所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置面臨的所述處理面上，基于在所述處理面上沿管軸向延伸的 第一假想分界線(xiàn)及沿與所述第一假想分界線(xiàn)正交的正交方向延伸的第二假想分界線(xiàn)，設(shè)定 有四個(gè)假想分割區(qū)域，所述四個(gè)假想分割區(qū)域由第一假想分割區(qū)域、在所述管軸向與所述第一假想分割區(qū)域 鄰接的第二假想分割區(qū)域、在所述正交方向與所述第一假想分割區(qū)域鄰接的第三假想分割 區(qū)域、以及在所述正交方向與所述第二假想分割區(qū)域鄰接并且在所述管軸向與所述第三假 想分割區(qū)域鄰接的第四假想分割區(qū)域構(gòu)成，在如下?tīng)顟B(tài)下，即，使所述四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置中的第一距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第一假 想分割區(qū)域、第二距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第二假想分割區(qū)域、第三距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述 第三假想分割區(qū)域、第四距離計(jì)測(cè)裝置面臨所述第四假想分割區(qū)域，所述姿勢(shì)控制裝置，基于利用所述第一距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第一計(jì)測(cè)距離減去利用所 述第二距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第二計(jì)測(cè)距離的差、和利用所述第三距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第三計(jì)測(cè)距離減去利用所述第四距離計(jì)測(cè)裝置計(jì)測(cè)的第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn) 方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，而且，基于所述第一計(jì)測(cè)距離減去所述第三計(jì)測(cè)距離的差、和所述第二計(jì)測(cè)距離減去 所述第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞搖擺軸的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)，并且，基于將所述第二計(jì)測(cè)距離與所述第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的第一合計(jì)距離、和 將所述第一計(jì)測(cè)距離與所述第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的第二合計(jì)距離的差，控制繞滾動(dòng)軸 的旋轉(zhuǎn)方向上的所述處理裝置的姿勢(shì)。
10.如權(quán)利要求9所述的姿勢(shì)控制裝置，其特征在于，所述處理裝置構(gòu)成為，進(jìn)行在使其姿勢(shì)效仿所述處理面的狀態(tài)下沿所述處理面移動(dòng)的 效仿動(dòng)作，在所述處理裝置進(jìn)行效仿動(dòng)作時(shí)，所述姿勢(shì)控制裝置實(shí)時(shí)執(zhí)行所述姿勢(shì)控制工序，反 饋控制所述處理裝置的姿勢(shì)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的姿勢(shì)控制裝置，其特征在于，所述姿勢(shì)控制裝置，基于所述第一計(jì)測(cè)距離、所述第二計(jì)測(cè)距離、所述第三計(jì)測(cè)距離及 所述第四計(jì)測(cè)距離的平均距離減去預(yù)先設(shè)定的設(shè)定距離的差，控制所述處理裝置的姿勢(shì)， 以使所述處理裝置和所述處理面的間隙成為所述設(shè)定距離。
12.如權(quán)利要求9 11中任一項(xiàng)所述的姿勢(shì)控制方法，其特征在于，所述姿勢(shì)控制裝置，基于預(yù)先設(shè)定的繞所述俯仰軸的所述處理裝置的初始姿勢(shì)、預(yù)先 設(shè)定的繞所述搖擺軸的所述處理裝置的初始姿勢(shì)、及預(yù)先設(shè)定的繞所述滾動(dòng)軸的所述處理 裝置的初始姿勢(shì)，控制所述處理裝置的姿勢(shì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種姿勢(shì)控制方法及姿勢(shì)控制裝置，在該姿勢(shì)控制方法中，利用四個(gè)距離計(jì)測(cè)裝置對(duì)處理裝置和利用處理裝置實(shí)施處理的圓管的處理面之間的距離進(jìn)行計(jì)測(cè)，并控制處理裝置的姿勢(shì)，其中，基于第一計(jì)測(cè)距離減去第二計(jì)測(cè)距離的差和第三計(jì)測(cè)距離減去第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞俯仰軸的姿勢(shì)，基于第一計(jì)測(cè)距離減去第三計(jì)測(cè)距離的差和第二計(jì)測(cè)距離減去第四計(jì)測(cè)距離的差，控制繞搖擺軸的姿勢(shì)，基于將第二計(jì)測(cè)距離及第三計(jì)測(cè)距離相加而得到的第一合計(jì)距離和將第一計(jì)測(cè)距離及第四計(jì)測(cè)距離相加而得到的第二合計(jì)距離之間的差，控制繞滾動(dòng)軸的姿勢(shì)。
文檔編號(hào)B25J13/08GK101827688SQ20088010024
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者藤田淳 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社