JP6008766B2 - Support device and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、機械装置の所望の動作を記述する指令データの調整を支援する支援装置に関する。 The present invention relates to a support device that supports adjustment of command data describing a desired operation of a mechanical device.
モーションコントローラは、半導体搬送ロボット等の産業用ロボットやXYステージなどの産業機械をサーボ駆動により制御する装置である。モーションコントローラを使用する場合、通常、被制御機械の対象部位が描くべき軌跡を規定する教示点の空間座標を含む位置指令データと、教示点間の速度を含む速度指令データと、を別途PC(Personal Computer)等により作成し、モーションコントローラに与える。 The motion controller is a device that controls an industrial robot such as a semiconductor transfer robot or an industrial machine such as an XY stage by servo drive. When using a motion controller, usually, position command data including the spatial coordinates of teaching points that define the locus to be drawn by the target part of the controlled machine and speed command data including the speed between the teaching points are separately stored in a PC ( (Personal Computer) etc. and give it to the motion controller.
従来では、特許文献1に記載されるようなモーションコントローラが知られている。このようなモーションコントローラに与えることができる速度指令データは、例えば台形速度波形や、S字加減速波形等である。 Conventionally, a motion controller as described in Patent Document 1 is known. The speed command data that can be given to such a motion controller is, for example, a trapezoidal speed waveform or an S-shaped acceleration / deceleration waveform.
可能な限り速く被制御機械を動かしたい場合、被制御機械の機構特性やアクチュエータの特性の限界値から台形速度波形の高さや傾きの限界値を求め、ユーザが波形パラメータを決定する際にそのように求められた限界値を参考値として利用することが考えられる。 If you want to move the controlled machine as fast as possible, find the limit value of the trapezoidal velocity waveform height and slope from the limit values of the mechanical characteristics and actuator characteristics of the controlled machine, and when the user decides the waveform parameters, It is conceivable to use the limit value obtained in the above as a reference value.
逆に、被制御機械の振動を抑えたい場合は、加速度の変化を滑らかにする必要があるので、台形速度波形ではなくS字加減速波形を適用することが多い。しかしながら、加速度の変化の滑らかさの度合いと被制御機械の振動の度合いとの関係性は確立されていない場合が多い。また、S字加減速波形を適用すると、台形速度波形を適用した場合と比べて各教示点間の移動時間が長くなる。 On the other hand, when it is desired to suppress the vibration of the controlled machine, it is necessary to smooth the change in acceleration. Therefore, an S-shaped acceleration / deceleration waveform is often applied instead of the trapezoidal velocity waveform. However, in many cases, the relationship between the degree of smoothness of the change in acceleration and the degree of vibration of the controlled machine has not been established. In addition, when the S-shaped acceleration / deceleration waveform is applied, the movement time between the teaching points becomes longer than when the trapezoidal velocity waveform is applied.
このように、台形速度波形とS字加減速波形とはトレードオフの関係になっている。このトレードオフの関係に代表されるように、現状では、ユーザのニーズに適う最適な指令データを理論的に一意に導き出す手法は確立されていない。 Thus, the trapezoidal velocity waveform and the S-shaped acceleration / deceleration waveform have a trade-off relationship. As represented by this trade-off relationship, at present, a method for theoretically and uniquely deriving optimal command data that meets the needs of the user has not been established.
したがって、従来、ユーザは指令データのパラメータを変えては指令と応答との差を確認し、またパラメータを変えては差を確認し、といったように試行錯誤を繰り返しながらパラメータの調整を行っていた。これは、ユーザにとって手間である。 Therefore, conventionally, the user has adjusted the parameters while repeating trial and error, such as checking the difference between the command and the response by changing the parameter of the command data, and checking the difference by changing the parameter. . This is troublesome for the user.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザが指令データをより容易に調整できるようにするための支援装置の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a support device that allows a user to adjust command data more easily.
本発明のある態様は支援装置に関する。この支援装置は、機械装置の所望の動作を記述する指令データを生成する生成部と、生成部によって生成された指令データに基づき機械装置において実行された動作の結果を記述する応答データを取得する取得部と、生成部によって生成された指令データと取得部によって取得された応答データとの違いが所定の基準よりも大きい場合、その違いに関する情報を含む画面を表示手段に表示させる表示制御部と、を備える。 One embodiment of the present invention relates to a support device. The support device acquires a generation unit that generates command data describing a desired operation of the mechanical device, and response data that describes a result of the operation performed in the mechanical device based on the command data generated by the generation unit. An acquisition unit; and a display control unit that causes a display unit to display a screen including information about the difference when the difference between the command data generated by the generation unit and the response data acquired by the acquisition unit is greater than a predetermined reference; .
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, or those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other between apparatuses, methods, systems, computer programs, recording media storing computer programs, and the like are also included in the present invention. It is effective as an embodiment of
本発明によれば、ユーザが指令データをより容易に調整できるようにするための支援装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the assistance apparatus for enabling a user to adjust command data more easily can be provided.
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。 Hereinafter, the same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description is appropriately omitted.
図1は、実施の形態に係る指令データ作成支援装置10を備える産業用ロボットシステム2を示す模式図である。産業用ロボットシステム2は、指令データ作成支援装置10と、モーションコントローラ20と、産業用ロボット30と、第1通信ケーブル40と、第2通信ケーブル50と、を備える。指令データ作成支援装置10はPC等により実現されてもよい。産業用ロボット30は、半導体を搬送することを目的としたアーム型のロボットであってもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an
指令データ作成支援装置10とモーションコントローラ20とは、LAN(Local Area Network)などの第1通信ケーブル40によって接続される。モーションコントローラ20と産業用ロボット30とは、アナログ信号線やデジタル信号線などの第2通信ケーブル50によって接続される。
The command data creation support
図2は、産業用ロボット30の先端32の動作をユーザが座標で指定するティーチング動作を説明するための模式図である。ユーザは、始点から終点までの先端32の一連の動きを、教示点1(始点)、教示点2、教示点3、教示点4(終点)を与えることで指定する。各教示点は空間座標に対応する。これらの教示点は、産業用ロボット30の先端32が描くべき軌道を規定する。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the teaching operation in which the user designates the operation of the
図1に戻り、指令データ作成支援装置10はユーザ入力に基づき、位置指令データおよび速度指令データを含む動作指令データを生成する。位置指令データは、教示点の空間座標および順番を示すデータである。速度指令データは、産業用ロボット30の先端32が位置指令データにより規定される軌道に沿って移動するときに、先端32の速度と時刻とが満たすべき関係を示すデータである。モーションコントローラ20は先端32の速度を産業用ロボット30の各軸の速度に変換する。
「速度」は、単位時間あたりに動く量であってもよく、または単位時間あたりの変位であってもよい。
位置指令データおよび速度指令データはいずれも産業用ロボット30の所望の動作を記述するデータである。
Returning to FIG. 1, the command data
The “speed” may be an amount that moves per unit time, or may be a displacement per unit time.
Both the position command data and the speed command data are data describing a desired operation of the
なお、速度指令データは、先端32が位置指令データにより規定される軌道に沿って移動するときに、先端32を駆動する産業用ロボット30の各軸の速度と時刻とが満たすべき関係を示すデータであってもよい。
The speed command data is data indicating the relationship that the speed and time of each axis of the
図3は、速度指令データの一例を示す模式図である。図3に示されるグラフは速度指令データに含まれる速度と時刻とをxy平面上にプロットしたものである。図3ではS字加速波形およびS字減速波形が示されている。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of speed command data. The graph shown in FIG. 3 is obtained by plotting the speed and time included in the speed command data on the xy plane. In FIG. 3, an S-shaped acceleration waveform and an S-shaped deceleration waveform are shown.
図1に戻り、指令データ作成支援装置10は、生成された動作指令データを第1通信ケーブル40を介してモーションコントローラ20に送信する。モーションコントローラ20は、受信した動作指令データに基づいてリアルタイムで産業用ロボット30を制御する。モーションコントローラ20は、受信した動作指令データに含まれる速度指令データを、産業用ロボット30の制御周期に補間して産業用ロボット30への指令とする。なお、モーションコントローラ20は、速度指令および位置指令に基づいて、産業用ロボット30の各軸に適切な指令を送信する公知の動作制御技術を使用して構成されてもよい。
Returning to FIG. 1, the command data
指令データ作成支援装置10は、生成された動作指令データに基づき産業用ロボット30において実行された動作の結果を記述する応答データを第1通信ケーブル40を介して取得する。応答データは位置応答データと速度応答データとを含む。位置応答データ、速度応答データはそれぞれ、動作中に産業用ロボット30において実際に計測された先端32の位置の空間座標、速度と時刻とを対応付けたデータである。
The command data
指令データ作成支援装置10は、動作指令データと応答データとの違いがユーザ指定の基準よりも大きい場合、その違いに関する情報をユーザに通知する。これにより、ユーザが行う指令値のパラメータ調整を支援することができる。
When the difference between the operation command data and the response data is larger than the user-specified standard, the command data
以下、指令データ作成支援装置10は速度指令データを生成し、生成された速度指令データと対応する速度応答データとを比較する場合について説明する。しかしながら、指令データ作成支援装置10において位置指令データと位置応答データとを同様に比較してもよいことは、本明細書に触れた当業者には明らかである。
Hereinafter, the case where the command data
図4は、図1の指令データ作成支援装置10の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPU(central processing unit)をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
FIG. 4 is a block diagram showing the function and configuration of the command data
指令データ作成支援装置10は、ディスプレイ102と、マウスやキーボードなどの入力装置104と、指令データ生成部106と、制御目標値受付部108と、指令データ送信部110と、応答データ取得部112と、比較部114と、リコメンド画面生成部116と、表示制御部118と、データ保持部120と、リコメンド情報保持部122と、を備える。
The command data
データ保持部120は、制御対象の機械装置(本実施の形態では産業用ロボット30)に関する情報と、その機械装置に対する過去の速度指令データと、その速度指令データに対応しその機械装置から得られた速度応答データと、を対応付けて保持する。データ保持部120は過去に行われた実験または試験のデータを保持してもよい。
The
図5は、リコメンド情報保持部122の一例を示すデータ構造図である。リコメンド情報保持部122は、速度指令データと速度応答データとの違いが大きい場合に、その違いを小さくするためにどのパラメータを調整すべきかについての情報を保持する。リコメンド情報保持部122は、エラーの内容と、調整すべきパラメータと、を対応付けて保持する。例えば経験豊富なユーザが自己の知見を予めリコメンド情報保持部122に登録しておいてもよい。あるいはまた、後述のシミュレーションの結果得られる知見がリコメンド情報保持部122に登録されてもよい。
FIG. 5 is a data structure diagram illustrating an example of the recommendation
パラメータは速度指令データを構成する。そのようなパラメータは例えば、目標速度、目標加(減)速度、加速度変化の滑らかさの度合い、加速度変化が滑らかになる時間および各教示点間の移動時間を含む。これらのパラメータの意味はそれぞれ異なるが、機能は重複する部分もあるので、一例では、ユーザの用途に応じて複数のパラメータを選択してもよい。 The parameter constitutes speed command data. Such parameters include, for example, a target speed, a target acceleration (deceleration) speed, a degree of smoothness of acceleration change, a time when the acceleration change becomes smooth, and a moving time between each teaching point. Although the meanings of these parameters are different from each other, there are some overlapping functions. Therefore, in one example, a plurality of parameters may be selected according to the use of the user.
図4に戻り、指令データ生成部106は速度指令データを生成する。指令データ生成部106は、入力装置104および表示制御部118と協働して、インタラクティブな速度指令データの生成を可能とする。指令データ生成部106は、ユーザから入力装置104を介して入力される入力情報に基づいて速度指令データを生成する。速度指令データの生成は、新たに速度指令データを生成することと、既存の速度指令データを不図示の保持部から呼び出して変更することと、を含む。あるいはまた、指令データ生成部106は、外部記憶装置やネットワーク(いずれも不図示)などから速度指令データを取得してもよい。
Returning to FIG. 4, the command
制御目標値受付部108は、速度指令データと速度応答データとの違いの大小を判定するための基準の指定をユーザから受け付ける。特に制御目標値受付部108は、産業用ロボット30の応答における制御目標値を取得する。制御目標値は、速度指令データと速度応答データとの差に対するしきい値である。速度指令データと速度応答データとの差は、対応する時刻における速度の値の差と、速度がずれていると判定される期間の長さと、速度指令データから求められる理論的な各教示点間または始点・終点間の移動時間と速度応答データから求められる実際の移動時間との差と、を含む。以下、始点・終点間の移動時間を総移動時間と称す。
The control target
制御目標値受付部108は表示制御部118を介して、比較条件入力画面124をディスプレイ102に表示させる。
図6は、比較条件入力画面124の代表画面図である。比較条件入力画面124は、ユーザによる制御目標値の入力を受け付ける制御目標値入力領域126と、ユーザによる評価条件の入力を受け付ける評価条件入力領域128と、OKボタン130と、を有する。ユーザは制御目標値入力領域126に、速度のオーバシュートの上限値と、速度の整定時間の上限値と、総移動時間偏差の上限値と、を入力する。ユーザは評価条件入力領域128に、位置偏差の許容範囲と、速度偏差の許容範囲と、を入力する。ユーザがOKボタン130をマウスのクリック等により指定すると、制御目標値受付部108は、制御目標値入力領域126および評価条件入力領域128に入力された値を取得する。
The control target
FIG. 6 is a representative screen diagram of the comparison
図7は、速度のオーバシュートおよび速度の整定時間を説明するための模式図である。図7に示されるグラフにおける実線132は速度応答データの波形を示し、破線134は速度指令データの波形を示す。速度のオーバシュートは、加速から等速に切り替わるときまたは減速から等速に切り替わるときに、速度応答波形が速度指令波形の周りで振動する現象である。オーバシュートの上限値は、振動の最大振幅の上限値である。速度の整定時間は、オーバシュートが継続する期間の長さである。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining speed overshoot and speed settling time. In the graph shown in FIG. 7, the
位置偏差の許容範囲および速度偏差の許容範囲はいずれも制御目標値を評価する際に使用される値である。
図8は、速度偏差の許容範囲を説明するための模式図である。速度偏差は、ある時刻における速度指令データの速度と速度応答データの速度との差である。この速度偏差が設定された許容範囲から外れる場合、速度のオーバシュートが継続していると判定される。すなわち、速度偏差の許容範囲は整定か否かを判定するために使用される。言い換えると、速度偏差の許容範囲が変わると基本的に整定時間も変わる。したがって、整定時間を評価する上で速度偏差の許容範囲を決めておく必要がある。
Both the allowable range of position deviation and the allowable range of speed deviation are values used in evaluating the control target value.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an allowable range of speed deviation. The speed deviation is a difference between the speed of the speed command data and the speed of the speed response data at a certain time. When the speed deviation is out of the set allowable range, it is determined that the speed overshoot continues. That is, the allowable range of the speed deviation is used to determine whether or not the settling is set. In other words, the settling time basically changes when the allowable range of the speed deviation changes. Therefore, it is necessary to determine an allowable range of the speed deviation in evaluating the settling time.
図9は、位置偏差の許容範囲を説明するための模式図である。位置偏差は、教示点の空間座標と産業用ロボット30の先端32の実際の位置の空間座標との距離である。この位置偏差が許容範囲内となると、先端32が教示点に到達したと判定される。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an allowable range of position deviation. The position deviation is a distance between the spatial coordinates of the teaching point and the spatial coordinates of the actual position of the
図4に戻り、指令データ送信部110は、指令データ生成部106によって生成された速度指令データと、適宜生成された位置指令データと、を含む動作指令データを生成する。指令データ送信部110は、生成された動作指令データを第1通信ケーブル40を介してモーションコントローラ20に送信する。
Returning to FIG. 4, the command
応答データ取得部112は、指令データ送信部110によって送信された動作指令データに基づき産業用ロボット30において実行された動作の結果を記述する応答データを取得する。特に応答データ取得部112は、モーションコントローラ20から第1通信ケーブル40を介して応答データを受信する。
The response
比較部114は、指令データ生成部106によって生成された速度指令データと、応答データ取得部112によって取得された応答データに含まれる速度応答データと、を比較する。比較部114は、制御目標値受付部108によって取得された評価条件に基づき、オーバシュートが発生しているか否かを判定する。オーバシュートが発生していると判定された場合、比較部114は、オーバシュートの最大振幅とユーザ指定の上限値とを比較する。前者が後者よりも大きい場合、比較部114は、ユーザに通知すべきオーバシュートが発生したと判定する。
The
オーバシュートが発生していると判定された場合、比較部114は、オーバシュートの整定時間とユーザ指定の上限値とを比較する。前者が後者よりも大きい場合、比較部114は、ユーザに通知すべきオーバシュートが発生したと判定する。
When it is determined that overshoot has occurred, the
比較部114は、速度指令データから理論上の総移動時間を求め、速度応答データから実際の総移動時間を求める。比較部114は、それらの差(すなわち、総移動時間偏差)がユーザ指定の上限値よりも大きい場合、ユーザに通知すべき総移動時間偏差が発生したと判定する。
The
リコメンド画面生成部116は、比較部114においてユーザに通知すべきオーバシュートが発生したと判定された場合、ディスプレイ102にリコメンド画面136を表示するための画面情報を生成する。リコメンド画面136はユーザにパラメータの調整を促す。
If the
図10は、リコメンド画面136の代表画面図である。リコメンド画面136は、入力された基準(上限)を上回るオーバシュートが発生したことを表示するオーバシュート発生表示領域138と、パラメータの現在の設定値を表示する現パラメータ表示領域140と、ユーザ指定の制御目標値および対応する実測値(図10の例では、ユーザ指定の整定時間の上限値「設定整定時間」および実際の整定時間「現整定時間」)を表示する制御目標値表示領域142と、リコメンド情報を表示するリコメンド情報表示領域144と、を有する。
FIG. 10 is a representative screen diagram of the
リコメンド画面生成部116は、データ保持部120を参照し、オーバシュートを小さくするためのパラメータの修正値を、(非)線形計画法等により予測可能であれば、その修正値をリコメンド情報に含める。これに代えてまたは加えて、リコメンド画面生成部116は、リコメンド情報保持部122を参照して調整すべきパラメータを特定してもよい。リコメンド画面生成部116は特定されたパラメータをリコメンド情報に含めてもよい。
The recommendation
リコメンド画面生成部116は、比較部114においてユーザに通知すべき総移動時間偏差が発生したと判定された場合、ディスプレイ102に総移動時間に関するリコメンド画面を表示するための画面情報を生成する。総移動時間に関するリコメンド画面は、図10に示されるリコメンド画面136と同様に構成される。
When the
図4に戻り、表示制御部118は、リコメンド画面生成部116によって生成された画面情報に基づき、ディスプレイ102にリコメンド画面136を表示させる。表示制御部118は、応答データ取得部112によって取得された応答データに含まれる速度応答データをグラフで表す速度応答データ表示画面146をディスプレイ102に表示させる。その際、表示制御部118は、設定された上限を上回るオーバシュートが発生している部分、すなわちパラメータの調整をすべき部分を強調して表示させる。
Returning to FIG. 4, the
図11は、速度応答データ表示画面146の代表画面図である。図11に示されるグラフにおける細い実線148は速度応答データの波形を示す。整定時間がユーザ指定の上限値を超えるオーバシュートが発生している部分は太い実線150で示される。ユーザが速度応答データ表示画面146においてマウスのポインタ152を太い実線150に当てることにより太い実線150を指定すると、表示制御部118は、図10に示されるリコメンド画面136のような対応するリコメンド画面をディスプレイ102にポップアップ形式で表示させる。太い実線150を指定する前にはそのようなリコメンド画面は表示されていないのであるから、太い実線150の指定はリコメンド画面の表示の開始に対応する。
FIG. 11 is a representative screen diagram of the speed response
なお、速度応答データ表示画面146に速度指令データの波形を、速度応答データの波形と区別が付くように含めてもよい。また、リコメンド画面生成部116によって総移動時間に関するリコメンド画面を表示するための画面情報が生成された場合、その画面情報に基づいて総移動時間に関するリコメンド画面をディスプレイ102に表示させる。
The speed response
上述の実施の形態において、保持部の例は、ハードディスクや半導体メモリである。また、本明細書の記載に基づき、各部を、図示しないCPUや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶する半導体メモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解されるところである。 In the embodiment described above, examples of the holding unit are a hard disk and a semiconductor memory. Further, based on the description of the present specification, each unit is configured by a CPU (not shown), a module of an installed application program, a module of a system program, a semiconductor memory that temporarily stores the content of data read from the hard disk, or the like. It will be understood by those skilled in the art who have touched this specification that it can be realized.
以上の構成による指令データ作成支援装置10の動作を説明する。
図12は、指令データ作成支援装置10における一連の処理の一例を示すフローチャートである。指令データ作成支援装置10は、速度指令データを生成する(S202)。指令データ作成支援装置10は、ユーザから制御目標値を取得する(S204)。指令データ作成支援装置10は、速度指令データを送信する(S206)。指令データ作成支援装置10は、速度応答データを受信する(S208)。指令データ作成支援装置10は、速度指令データと速度応答データとを比較する(S210)。指令データ作成支援装置10は、制御目標値より大きなオーバシュートが発生したか否かを判定する(S212)。発生していないと判定された場合(S212のN)、処理は終了する。発生したと判定された場合(S212のY)、指令データ作成支援装置10はリコメンド画面136をディスプレイ102に表示させる(S214)。その後、処理は終了する。
The operation of the command data
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a series of processes in the command data
本実施の形態に係る指令データ作成支援装置10によると、速度指令と実際の速度応答との違いがユーザ指定の基準よりも大きい場合、その違いに関するリコメンド画面136がディスプレイ102に表示される。したがって、速度指令データのパラメータの調整作業において、ユーザは比較的大きな違いが発生していることを素早く容易に知ることができる。また、その違いを小さくするために調整すべきパラメータを、試行錯誤等に依らずに知ることができる。したがって、パラメータ調整作業におけるユーザの作業工数を減らすことができる。
According to the command data
また、本実施の形態に係る指令データ作成支援装置10では、速度指令データのパラメータを調整するためのインタラクティブな環境が提供される。これにより、ユーザは、制御対象の機械装置の制御器の調整と速度指令データの調整とをより容易に全体的に最適化することができる。例えば、オーバシュートが抑制されるように速度指令データのパラメータをオフラインで調整しておくことにより、制御器がリアルタイムで実行する振動抑制のための演算の負荷を軽減することができ、制御器のレスポンスを高めることができる。
In addition, the command data
また、本実施の形態に係る指令データ作成支援装置10では、リコメンド画面136において、どのパラメータを調整すればよいかがユーザに提示される。したがって、経験の浅いユーザでも短時間に適切なパラメータ調整を実行できる。
In addition, command data
また、本実施の形態に係る指令データ作成支援装置10では、リコメンド画面136において、過去の実験データ等に基づくパラメータの修正値が提示される。したがって、より適切なパラメータの調整が可能となる。
Further, in command data
実施の形態に係る指令データ作成支援装置10のアプリケーションについて説明する。
(第1アプリケーション)
第1アプリケーションでは、指令データ作成支援装置10に実機のシミュレーション機能を搭載し、このシミュレーション機能を利用してパラメータ調整を行う。
An application of the command data
(First application)
In the first application, the command data
図13は、シミュレーション機能に搭載される制御系の一例を示す模式図である。この制御系では、直交座標系で記述された位置・速度指令値154は第1座標変換156によりロボットの関節座標系で記述された位置・速度指令値に変換される。関節座標系で記述された位置・速度指令値と関節座標系で記述された位置・速度応答値との差分は制御器158に入る。制御器158から出力される制御データから外乱トルクモデル160による影響が減算されてモータモデル162に入力される。モータモデル162から出力される関節座標系で記述された位置・速度応答値は第2座標変換164により直交座標系で記述された位置・速度応答値に変換される。直交座標系で記述された位置・速度応答値は、応答表示166においてディスプレイ102に表示される。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a control system installed in the simulation function. In this control system, the position /
図13に示される構成のうち、制御器158のゲイン、第1座標変換156および第2座標変換164における座標変換のためのパラメータ、モータモデル162のパラメータ、外乱トルク(例えば、ロボットの関節間の干渉項、重力、摩擦等)モデル160のパラメータ、は既に与えられているものとする。
Of the components shown in FIG. 1 3, the gain of the
ユーザは直交座標系における位置・速度指令値154を指令データ作成支援装置10に入力し、シミュレーションを実行する。指令データ作成支援装置10は、シミュレーションによって得られた速度応答データと入力された速度指令データとを比較する。指令データ作成支援装置10は、設定された制御目標値に基づき、パラメータ調整の是非を評価する。
The user inputs the position /
シミュレーションの場合は、実機をモデルで厳密に表すことは一般に困難ではあるものの(特に摩擦をモデル化することは困難である)、少なくともパラメータ調整の目安は得ることができる。また、実機での調整と比べて短い時間で何度でも繰り返し動作させることができる。したがって、例えば、ユーザが調整したいパラメータが0〜100の範囲で指定できる場合、ユーザが指定した値と0、50、100等の境界値とを用いて試験することによって、ユーザにパラメータ調整の目安を与えることが可能となる。 In the case of simulation, although it is generally difficult to accurately represent an actual machine with a model (particularly it is difficult to model friction), at least a guideline for parameter adjustment can be obtained. In addition, the operation can be repeated as many times as possible in a short time compared with the adjustment with the actual machine. Therefore, for example, when the parameter that the user wants to adjust can be specified in the range of 0 to 100, the user can use the value specified by the user and the boundary value such as 0, 50, 100, etc. to test the parameter adjustment to the user. Can be given.
(第2アプリケーション)
第2アプリケーションでは、実機を用いた調整が行われる。
図14は、指令データ作成支援装置10に実装する制御系および実機の一例を示す模式図である。直交座標系で記述された位置・速度指令値168は第3座標変換170によりロボットの関節座標系で記述された位置・速度指令値に変換される。関節座標系で記述された位置・速度指令値と位置・速度応答値との差分は制御器172に入る。制御器172から出力される制御データは実機174に入力される。実機174から出力される関節座標系で記述された位置・速度応答値は、第4座標変換178により直交座標系で記述された位置・速度応答値に変換される。直交座標系で記述された位置・速度応答値は、応答表示176においてディスプレイ102に表示される。
(Second application)
In the second application, adjustment using an actual machine is performed.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a control system and an actual machine implemented in the command data
図14の破線で囲まれた部分が指令データ作成支援装置10に実装される。実機調整においてもシミュレーション時と同様に、制御器172のゲイン、第3座標変換170における座標変換のためのパラメータは既に与えられているものとする。
A portion surrounded by a broken line in FIG. 14 is mounted on the command data
ユーザは直交座標系における位置・速度指令値168を指令データ作成支援装置10に入力し、実機を動作させるプログラムを実行する。指令データ作成支援装置10は、実機から得られた速度応答データと入力された速度指令データとを比較する。指令データ作成支援装置10は、設定された制御目標値に基づき、パラメータ調整の是非を評価する。
The user inputs the position /
実機調整においては、指令データ作成支援装置10と実機との間に通信の遅延が発生しうる。指令データ作成支援装置10における評価において比較すべき値は、入力された速度指令データとそれに対する実機の速度応答データであるから、実機の応答とそれを受け取る指令データ作成支援装置10との間の通信の遅延の影響を除去または低減することが好ましい。通信遅延の影響を除去または低減するための方法としては、予め蓄積された実験データから通信遅延の平均値を求め、指令データ作成支援装置10において、使用する速度応答データを時間軸において通信遅延の平均値分(左へ)シフトさせる方法がある。指令データ作成支援装置10の応答データ取得部112はこのような方法で、速度応答データから通信遅延の影響を低減または除去してもよい。この場合、評価の精度を高めることができる。
In actual machine adjustment, a communication delay may occur between the command data
実機調整の場合、シミュレーションのように繰り返し動作させる代わりに、対象とする実機において過去に行われた実験のデータを使用して評価を行ってもよい。そのような実験のデータはデータ保持部120に保持されてもよい。指令データ作成支援装置10は、データ保持部120に保持される過去の実験データの速度指令データと今回の実験データの速度指令データとに一貫性がある場合、例えばそれらの実験対象である機械装置における特性が一致する場合、過去の実験データに基づくパラメータの修正値をリコメンド画面に含める。
In the case of actual machine adjustment, evaluation may be performed using data of experiments performed in the past on the target actual machine instead of repeatedly operating as in the simulation. Data of such an experiment may be held in the
以上、実施の形態に係る指令データ作成支援装置10およびそのアプリケーションについて説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
The command data
実施の形態では、制御目標値受付部108は比較条件入力画面124を介して制御目標値を取得する場合について説明したが、これに限られない。例えば、制御目標値受付部は、USB(Universal Serial Bus)メモリや磁気・光学記憶媒体などの外部記憶媒体から、制御目標値が記録されたCSV(comma-separated values)ファイルを読み込むことにより制御目標値を取得してもよい。
In the embodiment, the case where the control target
実施の形態では、指令データ作成支援装置10は、産業用ロボット30に関する動作指令データを生成する場合について説明したが、これに限られない。例えばXYステージや加工機などの軌道生成が必要な機械装置に、本実施の形態に係る技術的思想を適用してもよい。
In the embodiment, the command data
実施の形態では、位置偏差の許容範囲および速度偏差の許容範囲を、制御目標値を評価する際に使用する場合について説明したが、これに限られず、例えば位置偏差の許容範囲または速度偏差の許容範囲もしくはその両方の上限値をユーザに指定させ、そのように指定された上限値を制御目標値として扱ってもよい。 In the embodiment, the case where the allowable range of position deviation and the allowable range of speed deviation are used when evaluating the control target value has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the allowable range of position deviation or the allowable range of speed deviation is used. The upper limit value of the range or both may be specified by the user, and the upper limit value specified as such may be handled as the control target value.
2 産業用ロボットシステム、 10 指令データ作成支援装置、 20 モーションコントローラ、 30 産業用ロボット、 40 第1通信ケーブル、 50 第2通信ケーブル。 2 industrial robot system, 10 command data creation support device, 20 motion controller, 30 industrial robot, 40 first communication cable, 50 second communication cable.
Claims (7)
前記生成部によって生成された指令データに基づき機械装置において実行された動作の結果を記述するデータであって、前記機械装置の動作中に計測される実測値と時刻とが対応付けられる応答データを取得する取得部と、
前記生成部によって生成された指令データと前記取得部によって取得された応答データとの時間波形の違いが所定の基準よりも大きい場合、その違いに関する情報を含む画面を表示手段に表示させる表示制御部と、を備え、
前記画面は、指令データを構成するパラメータであって、時間波形の違いを小さくするために調整されるべきパラメータを特定する情報を表示することを特徴とする支援装置。 A generator for generating command data indicating a relationship between a command value to be satisfied by the mechanical device and time, which is data describing a desired operation of the mechanical device ;
Response data in which a result of an operation executed in a mechanical device based on the command data generated by the generating unit is described , and an actual value measured during the operation of the mechanical device is associated with a time. An acquisition unit to acquire;
When the difference in time waveform between the command data generated by the generation unit and the response data acquired by the acquisition unit is larger than a predetermined reference, a display control unit that displays a screen including information regarding the difference on the display unit and, the Bei example,
The screen is a parameter constituting the command data, supporting device according to claim you to view information specifying the parameters to be adjusted in order to reduce the difference in the time waveform.
前記比較部により判定されるエラーの内容と、エラーの内容に対応する時間波形の違いを小さくしてエラーを解消するために調整されるべきパラメータとを対応付ける情報があらかじめ保持される情報保持部と、をさらに備え、
前記表示制御部は、前記比較部により判定されるエラーの内容と、前記情報保持部に保持される情報とに基づいて特定されるパラメータを前記画面に表示することを特徴とする請求項1に記載の支援装置。 A comparison unit that compares the command data generated by the generation unit with the response data acquired by the acquisition unit, and determines the occurrence of an error when the difference in time waveform is greater than the reference;
An information holding unit for preliminarily holding information associating the content of the error determined by the comparison unit with a parameter to be adjusted in order to reduce the difference in the time waveform corresponding to the content of the error and eliminate the error; Further comprising
The display controller, according to claim 1, wherein the content of the error to be determined by the comparison unit, characterized that you display the parameters specified in the screen based on the information held in the information holding unit The support device described in 1.
前記表示制御部は、時間波形の違いを小さくするために調整されるべきパラメータの修正値であって、前記データ保持部に保持されるデータから予測される修正値を前記画面に表示することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の支援装置。 Further comprising a data holding unit for holding past command data for the machine device and past response data obtained from the machine device corresponding to the command data in association with each other;
The display control unit displays a correction value predicted from data held in the data holding unit on the screen, which is a correction value of a parameter to be adjusted to reduce a difference in time waveform. support device according to any one of claims 1, wherein 3.
前記表示制御部は、強調された部分がユーザによって指定されると、前記画面の表示を開始することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の支援装置。 When the display control unit displays the command data generated by the generation unit and / or the response data acquired by the acquisition unit on the display means, the command data generated by the generation unit and the acquisition unit And highlighting the part where the difference in time waveform from the response data acquired by
The support apparatus according to claim 1, wherein the display control unit starts displaying the screen when an emphasized portion is designated by a user.
生成された指令データに基づき機械装置において実行された動作の結果を記述するデータであって、前記機械装置の動作中に計測される実測値と時刻とが対応付けられる応答データを取得する機能と、
生成された指令データと取得された応答データとの時間波形の違いが所定の基準よりも大きい場合、その違いに関する情報を含む画面を表示手段に表示させる機能と、
指令データを構成するパラメータであって、時間波形の違いを小さくするために調整されるべきパラメータを特定する情報を前記画面に表示する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A function for generating command data indicating a relationship between a command value to be satisfied by the mechanical device and time, which is data describing a desired operation of the mechanical device ;
A function for obtaining response data in which a result of an operation executed in the machine device based on the generated command data is described , and an actual measurement value measured during the operation of the machine device is associated with a time ; ,
When the difference in time waveform between the generated command data and the acquired response data is larger than a predetermined reference, a function for displaying a screen including information on the difference on the display means;
A computer program for causing a computer to realize a function for displaying on a screen information specifying parameters that constitute command data and that should be adjusted to reduce a difference in time waveform .
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