JPH04353903A - 倣いセンサロボットシステム - Google Patents
倣いセンサロボットシステムInfo
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- JPH04353903A JPH04353903A JP12899491A JP12899491A JPH04353903A JP H04353903 A JPH04353903 A JP H04353903A JP 12899491 A JP12899491 A JP 12899491A JP 12899491 A JP12899491 A JP 12899491A JP H04353903 A JPH04353903 A JP H04353903A
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 title abstract 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 16
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接，切断，研磨などに
用いられる倣い式のセンサロボットシステムに関する。
用いられる倣い式のセンサロボットシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】倣いセンサロボットシステムは、ロボッ
トの作業点に対する作業対象のずれを倣いセンサで検出
し、これをロボットの軌跡演算にフィードバックするこ
とにより、実時間で位置修正を行い、作業品質の向上を
図るものである。
トの作業点に対する作業対象のずれを倣いセンサで検出
し、これをロボットの軌跡演算にフィードバックするこ
とにより、実時間で位置修正を行い、作業品質の向上を
図るものである。
【０００３】ロボットの作業点に対する作業対象のずれ
は、通常ロボット先端のツールによって定まる座標系で
得られる。このずれはロボットの直交座標に変換され、
一定時間ごとにロボットの位置を算出する補間演算にお
いて、次に計算される目標位置に対して修正が行われる
。修正が行われた目標位置がロボット各軸の位置に変換
され倣いを実現している。
は、通常ロボット先端のツールによって定まる座標系で
得られる。このずれはロボットの直交座標に変換され、
一定時間ごとにロボットの位置を算出する補間演算にお
いて、次に計算される目標位置に対して修正が行われる
。修正が行われた目標位置がロボット各軸の位置に変換
され倣いを実現している。
【０００４】従来の、倣いセンサロボットシステムにお
ける、ロボット制御装置の軌跡演算制御の流れを図３の
ブロック構成図により説明する。
ける、ロボット制御装置の軌跡演算制御の流れを図３の
ブロック構成図により説明する。
【０００５】図３において、軌跡演算部３は教示され図
示されていない記憶部に記憶されたプログラムを参照し
て、ロボット１１の一定時間ごとの位置を算出する。座
標変換部Ａ４は軌跡演算部３の出力をロボット１１の各
動作軸の位置に変換する。サーボ制御部９は座標変換部
Ａ４の出力に従い、サーボアンプ１０を介してロボット
１１の各動作軸の位置制御を行う。また、軌跡修正部８
は座標変換部Ｂ６より得られた倣いセンサ１の出力を軌
跡演算部３にフィードバックして倣いを実現している。 なお、５は倣いセンサ１の出力からロボット１１の手首
座標系における位置修正量を出力するセンサ制御部、６
はセンサ制御部５の出力をロボットの基準座標系に変換
する座標変換部Ｂ、１５はロボット制御装置を示してい
る。
示されていない記憶部に記憶されたプログラムを参照し
て、ロボット１１の一定時間ごとの位置を算出する。座
標変換部Ａ４は軌跡演算部３の出力をロボット１１の各
動作軸の位置に変換する。サーボ制御部９は座標変換部
Ａ４の出力に従い、サーボアンプ１０を介してロボット
１１の各動作軸の位置制御を行う。また、軌跡修正部８
は座標変換部Ｂ６より得られた倣いセンサ１の出力を軌
跡演算部３にフィードバックして倣いを実現している。 なお、５は倣いセンサ１の出力からロボット１１の手首
座標系における位置修正量を出力するセンサ制御部、６
はセンサ制御部５の出力をロボットの基準座標系に変換
する座標変換部Ｂ、１５はロボット制御装置を示してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】例えば６軸垂直多間接
ロボットの場合、現在のマイクロコンピュータの能力で
は、通常補間計算は数１０ｍｓｅｃ程度であるから、倣
いセンサからのずれに大して軌跡計算が修正されるまで
に、最大数１０ｍｓｅｃを要する。さらに、緩加減速、
サーボ制御、通信のオーバヘッド等の応答の遅れを含め
ると、実際にロボットの位置修正が行われる迄の応答時
間は１００ｍｓｅｃ程度かかることになる。すなわち、
倣いセンサの出力に対してロボットが反応しない無駄時
間が１００ｍｓｅｃ程度となる。
ロボットの場合、現在のマイクロコンピュータの能力で
は、通常補間計算は数１０ｍｓｅｃ程度であるから、倣
いセンサからのずれに大して軌跡計算が修正されるまで
に、最大数１０ｍｓｅｃを要する。さらに、緩加減速、
サーボ制御、通信のオーバヘッド等の応答の遅れを含め
ると、実際にロボットの位置修正が行われる迄の応答時
間は１００ｍｓｅｃ程度かかることになる。すなわち、
倣いセンサの出力に対してロボットが反応しない無駄時
間が１００ｍｓｅｃ程度となる。
【０００７】倣いセンサの出力に対してロボットの応答
が遅れると、作業点と認識している位置とのずれが大き
くなる。このため、作業が高速になるにつれて、倣い精
度の低下や、軌跡の蛇行などの作業品質の劣化を生じる
。したがって、ロボットの応答時間は、倣いセンサロボ
ットシステムにおける作業の高速化に大きな影響を及ぼ
す要因の１つである。倣いセンサロボットに対して、高
速性を要求されている状況下にあって、倣いセンサ応答
の高速化は大きな課題である。
が遅れると、作業点と認識している位置とのずれが大き
くなる。このため、作業が高速になるにつれて、倣い精
度の低下や、軌跡の蛇行などの作業品質の劣化を生じる
。したがって、ロボットの応答時間は、倣いセンサロボ
ットシステムにおける作業の高速化に大きな影響を及ぼ
す要因の１つである。倣いセンサロボットに対して、高
速性を要求されている状況下にあって、倣いセンサ応答
の高速化は大きな課題である。
【０００８】本発明は、ロボットの倣い制御の応答時間
を大幅に短縮し、高速運転時においても倣い精度の低下
や軌跡の蛇行のない倣いセンサロボットシステムを提供
することを目的とする。
を大幅に短縮し、高速運転時においても倣い精度の低下
や軌跡の蛇行のない倣いセンサロボットシステムを提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、従来倣いセンサの出力を座標変換部Ｂに
よりロボットの基準座標系に変換し、その座標変換部Ｂ
の出力を軌跡修正部に入力し、軌跡修正部により動作軌
跡の修正を行い、その軌跡修正部の出力データを軌跡演
算部にフィードバックしていたのに対し、軌跡演算部の
出力を座標変換部Ａでロボットの各動作軸の位置に変換
して、座標変換部Ａの出力をサーボ制御部に入力するの
と同時に、前記軌跡修正部の出力データをサーボ制御部
に直接フィードバックするようにロボット制御装置を構
成したものである。
成するために、従来倣いセンサの出力を座標変換部Ｂに
よりロボットの基準座標系に変換し、その座標変換部Ｂ
の出力を軌跡修正部に入力し、軌跡修正部により動作軌
跡の修正を行い、その軌跡修正部の出力データを軌跡演
算部にフィードバックしていたのに対し、軌跡演算部の
出力を座標変換部Ａでロボットの各動作軸の位置に変換
して、座標変換部Ａの出力をサーボ制御部に入力するの
と同時に、前記軌跡修正部の出力データをサーボ制御部
に直接フィードバックするようにロボット制御装置を構
成したものである。
【００１０】
【作用】図３から明らかなように、従来は、軌跡演算部
の周期に同期して位置修正を行うため、応答時間を短縮
にするには、軌跡演算部の処理を高速にする必要があっ
た。しかし、これはマイクロコンピュータの性能で決定
されるため、高速化には限界がある。
の周期に同期して位置修正を行うため、応答時間を短縮
にするには、軌跡演算部の処理を高速にする必要があっ
た。しかし、これはマイクロコンピュータの性能で決定
されるため、高速化には限界がある。
【００１１】これに対して本発明では、図１から明らか
なように、位置修正が軌跡演算とは独立し、非同期に実
行している。したがって、位置修正の処理の高速化（処
理の優先度を高くする、近似アルゴリズムにより処理時
間を短縮する等）により応答時間を短縮することが可能
となる。
なように、位置修正が軌跡演算とは独立し、非同期に実
行している。したがって、位置修正の処理の高速化（処
理の優先度を高くする、近似アルゴリズムにより処理時
間を短縮する等）により応答時間を短縮することが可能
となる。
【００１２】
【実施例】本発明の倣いセンサロボットシステムの一実
施例として、６軸多関節型アーク溶接ロボットのアーク
センサシステムへの適用について説明する。
施例として、６軸多関節型アーク溶接ロボットのアーク
センサシステムへの適用について説明する。
【００１３】アークセンサとは、溶接作業において、ア
ーク溶接機の溶接信号（溶接電流、アーク電圧等）に基
づいて、溶接継手の開先の位置情報を得るものであり、
アーク溶接ロボットシステムにおいては、現在もっとも
実用的な溶接線倣いセンサである。図２に本システムの
構成を示す。
ーク溶接機の溶接信号（溶接電流、アーク電圧等）に基
づいて、溶接継手の開先の位置情報を得るものであり、
アーク溶接ロボットシステムにおいては、現在もっとも
実用的な溶接線倣いセンサである。図２に本システムの
構成を示す。
【００１４】アーク溶接ロボット１４はロボット制御装
置２により制御される。ロボット制御装置２内において
、軌跡演算部３は図示されていない記憶部にある動作プ
ログラムを参照して、直交座標系におけるアーク溶接ロ
ボット１４の一定時間ごとの位置を算出する。座標変換
部Ａ４は、軌跡演算部３の直交座標系出力をアーク溶接
ロボット１４の各動作軸の位置に変換する。サーボ制御
部９は座標変換部Ａ４の出力に従いアーク溶接ロボット
１４の各動作軸の位置制御を行う。サーボ制御部９の出
力はサーボアンプ１０を介してアーク溶接ロボット１４
へ送られる。
置２により制御される。ロボット制御装置２内において
、軌跡演算部３は図示されていない記憶部にある動作プ
ログラムを参照して、直交座標系におけるアーク溶接ロ
ボット１４の一定時間ごとの位置を算出する。座標変換
部Ａ４は、軌跡演算部３の直交座標系出力をアーク溶接
ロボット１４の各動作軸の位置に変換する。サーボ制御
部９は座標変換部Ａ４の出力に従いアーク溶接ロボット
１４の各動作軸の位置制御を行う。サーボ制御部９の出
力はサーボアンプ１０を介してアーク溶接ロボット１４
へ送られる。
【００１５】倣い制御に関しては、アークセンサ１３は
、アーク溶接機１２の溶接信号を検出し、センサ制御部
５で手首座標系における溶接線の位置を認識する。座標
変換部Ｂ６はセンサ制御部５の手首座標系出力を直交座
標系に、また座標変換部Ｃ７は座標変換部Ｂ６の直交座
標系出力を関節座標系にそれぞれ変換する。軌跡修正部
８は座標変換部Ｃ７の出力をサーボ制御部９に送る。 以上の構成により、アークセンサを用いた倣いセンサロ
ボットシステムによる溶接線倣いを実現している。
、アーク溶接機１２の溶接信号を検出し、センサ制御部
５で手首座標系における溶接線の位置を認識する。座標
変換部Ｂ６はセンサ制御部５の手首座標系出力を直交座
標系に、また座標変換部Ｃ７は座標変換部Ｂ６の直交座
標系出力を関節座標系にそれぞれ変換する。軌跡修正部
８は座標変換部Ｃ７の出力をサーボ制御部９に送る。 以上の構成により、アークセンサを用いた倣いセンサロ
ボットシステムによる溶接線倣いを実現している。
【００１６】図１は倣いセンサ１をアークセンサ１３に
、またロボット１１をアーク溶接ロボット１４にそれぞ
れ限定しない、一般の倣いセンサロボットシステムの構
成を示すブロック図である。図１においてセンサ１とロ
ボット１１を除いては図２の構成と同一であり、その機
能も同一である。
、またロボット１１をアーク溶接ロボット１４にそれぞ
れ限定しない、一般の倣いセンサロボットシステムの構
成を示すブロック図である。図１においてセンサ１とロ
ボット１１を除いては図２の構成と同一であり、その機
能も同一である。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、通常の軌跡制御とは独立して倣いセンサに
よる位置修正を行うので、倣い制御の応答時間の短縮が
実現できる。これにより、ロボットの高速運転時におけ
る倣い精度が向上し、作業性が向上すると同時に作業品
質を向上させることが可能となる。
明によれば、通常の軌跡制御とは独立して倣いセンサに
よる位置修正を行うので、倣い制御の応答時間の短縮が
実現できる。これにより、ロボットの高速運転時におけ
る倣い精度が向上し、作業性が向上すると同時に作業品
質を向上させることが可能となる。
【図１】本発明の倣いセンサロボットシステムの一般的
な実施例の構成を示すブロック図
な実施例の構成を示すブロック図
【図２】本発明の倣いセンサロボットシステムにアーク
センサを用いた実施例の構成を示すブロック図
センサを用いた実施例の構成を示すブロック図
【図３】
従来の倣いセンサロボットシステムの構成を示すブロッ
ク図
従来の倣いセンサロボットシステムの構成を示すブロッ
ク図
１ 倣いセンサ
２ ロボット制御装置
３ 軌跡演算部
４ 座標変換部Ａ
５ センサ制御部
６ 座標変換部Ｂ
７ 座標変換部Ｃ
８ 軌跡修正部
９ サーボ制御部
１０ サーボアンプ
１１ ロボット
Claims (1)
- 【請求項１】複数の動作軸を有するロボットと、そのロ
ボットの作業点に対する作業対象の位置情報を出力する
倣いセンサと、ロボット制御装置とによって構成され、
ロボット制御装置が、ロボットの基本座標系における動
作軌跡を演算する軌跡演算部と、その軌跡演算部の出力
をロボット各動作軸の位置に変換する座標変換部Ａと、
その座標変換部Ａの出力を基にロボットの各動作軸を制
御するサーボ制御部と、そのサーボ制御部の出力を基に
ロボットの各動作軸を駆動するサーボモータを制御する
サーボアンプと、前記倣いセンサの出力よりロボットの
手首座標系における位置修正量を出力するセンサ制御部
と、そのセンサ制御部の出力をロボットの基準座標系に
変換する座標変換部Ｂと、その座標変換部Ｂの出力をロ
ボットの各動作軸の位置に変換する座標変換部Ｃと、そ
の座標変換部Ｃの出力を基に動作軌跡の修正を行う軌跡
修正部とを有し、軌跡修正部の出力を前記サーボ制御部
にフィードバックして位置修正を行う倣いセンサロボッ
トシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128994A JP2778285B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 倣いセンサロボットシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128994A JP2778285B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 倣いセンサロボットシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353903A true JPH04353903A (ja) | 1992-12-08 |
| JP2778285B2 JP2778285B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=14998507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3128994A Expired - Fee Related JP2778285B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 倣いセンサロボットシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778285B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111216136A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-02 | 集美大学 | 多自由度机械手臂控制***、方法、存储介质、计算机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646719A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Nec Corp | Robot hand position controller |
| JPH0312709A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Hitachi Ltd | マニピュレータの制御方法及び制御装置並びにマニピュレータ装置 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3128994A patent/JP2778285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS646719A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Nec Corp | Robot hand position controller |
| JPH0312709A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Hitachi Ltd | マニピュレータの制御方法及び制御装置並びにマニピュレータ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2778285B2 (ja) | 1998-07-23 |
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Legal Events
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