JPS62242201A - 産業用ロボツトの制御方法 - Google Patents

産業用ロボツトの制御方法

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JPS62242201A
JPS62242201A JP8503186A JP8503186A JPS62242201A JP S62242201 A JPS62242201 A JP S62242201A JP 8503186 A JP8503186 A JP 8503186A JP 8503186 A JP8503186 A JP 8503186A JP S62242201 A JPS62242201 A JP S62242201A
Authority
JP
Japan
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corrected
deflection
amount
path
course position
Prior art date
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Pending
Application number
JP8503186A
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English (en)
Inventor
Takeshi Toritsuka
鳥塚 健
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS62242201A publication Critical patent/JPS62242201A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明ば、予め記憶された動作経路位置に従って動作部
を移動制御させる産業用ロボットの制御力″aミに係り
、特に動作経路の精度を向上させるのに好適な制御方法
に関する。
〔従来の技術〕
従来の産業用ロボットは、教示の際にロボットの動作す
べき経路位置を順次記憶させ、再成時、記憶させた動作
経路位置に従ってロボットを移動制御するように構成さ
れている。
ところが、そのような産業用ロボットでは、動作部が完
全な剛性して考えられ制御されているので、各々の動作
経路において、教示時に指令された位置指令値と、再成
時に位置検出器から読み出された目標値とが一致してい
ても、第5図に示すように動作部5に重量によってたわ
みが生じるため、実際にたわみが生じたままで制御され
た位置である制御点S′と、本来制御されるべき位置で
ある被制御点Sとが一致しない不具合がある。
これを解決するため、例えば特公昭53−44746号
公報に示される公知技術がある。この公知技術は、各々
の動作経路位置において位置指令値と目標値とが一致し
、なおかつ再成時では実際の制御点S′と被制御点Sと
が一致するように構成されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記に示す従来技術では、各々の動作経路位
置で制御点S′と被制御点Sとが一致するものの、各々
の動作経路位置間では途中経路位置の制御点S′と被制
御点Sとに誤差がある。即ち補間経路上で誤差がある。
このような補間経路に誤差があると、溶接、シーリング
、塗装等と云うような精度が要求される作業では正確に
行い難い問題がある。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点に鑑み。
補間経路精度を高めて、高精度作業を正確に行い得る産
業用ロボットの制御方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、予め、記憶させた動作経路位置毎に動作部の
たわみ量を演算し、該たわみ量に応じて各々の動作経路
位置を補正しておく。
そして再成時には、前記補正された初期位置である補正
動作経路位置において、その位置での動作部のたわみ量
及び該たわみ量に応じ再補正する位置を計算してこの再
補正動作経路位置に補正する。
次いで、再補正動作経路位置と次に移動すべき補正動作
経路位置間の距離から予め定められた途中経路位置を夫
々求めると共に、該夫々の途中経路位置毎にその位置に
おける動作部のたわみ量及び該たわみ量に応じ補正する
位置を計算して、この補正途中経路位置に動作部を順次
補間移動させる。
その後、該補正された最終位置である補正途中経路位置
から前記法に移動すべき補正動作経路位置へ移動する時
点で、その補正動作経路位置における動作部のたわみ量
及び該たわみ量に応じ再補正する位置を計算してこの再
補正動作経路位置に動作部を移動させる。
そして、前記動作部の補間移動の処理と再補正動作経路
位置の移動の処理とを動作部が最終の動作経路位置に達
するまで順次繰り返して実行させる。
〔作用〕
本発明では、教示時に各々の動作経路位置がたわみ量に
応じて補正され、再成時、初期の補正動作経路位置がた
わみ量に応じて再補正されるので、この再補正動作経路
位置に動作部を位置決め制御させることができる。また
初期の再補正動作経路位置から次の補正動作経路位置に
移動するとき、両者間の途中経路位置が計算され、その
途中経路位置毎にたわみ量に応じて補正経路位置に補正
されるので、補間経路上での実際の制御点と被制御点と
を一致させることができる。
さらに最終位置の補正途中経路位置から次の補正動作経
路位置へ移動するとき、その補正動作経この再補正動作
経路位置に動作部を移動させるので、補間経路から動作
経路への移動でも制御点と被制御点とを一致させること
ができる。従って。
動作経路上は勿論の他、補間経路上でも動作部を高精度
に移動させることができる結果、特に溶接。
シーリング、塗装等のように補間経路精度が要求される
作業を正確に行い得る。
〔実施例〕
以下1本発明の実施例を添付図面により説明する。第1
−図は本発明方法を適用した関節ロボットを示す全体図
、第2図は関節ロボットにおけるたわみの説明図、第3
図及び第4図は本発明方法の一実施例を示すフローチャ
ートである。
本発明方法を適用した関節ロボットは、旋回台が垂直回
りに回転する旋回軸1を有し、その旋回台に第1の回転
軸2を介して第1アーム3が取り付けられ、第1アーム
3の先端に第2の回転軸4を介して第2アーム5が取り
付けられ、第1アーム3が第1の回転軸2の中心位置O
Iを中心として回転し、第2アーム5が第2の回転軸4
の中心位置o2を中心として回転するように構成されて
いる。
このように構成された関節ロボットは、第1゜第2アー
ム3,5の各々に重量が作用するため、第11第2アー
ム3,5がたわんでしまう。具体的に述べると、第2ア
ーム5は、これの全重量即ち第2アーム5の自重及びこ
れに装着すべきワークの重量が作用するので、第2図に
示すように、J、l1r(Q線6に対し重量に応じたた
わみ角6戸が生じる。一方、fjSlアーム3は、これ
の自重の他、第2アーム5の全重量が作用するので、第
2図に示すように、基準線7に対しその重量に応じたた
わみ角Δ0が生じる。なお、前記たわみ角Δθとは第1
図に示すように、垂直線Xに対し第1アーム3の基準線
7が角度Oとした場合であり、前記たわみ角Δ芦とは同
図に示すように、水平線Yに対し第2アーム5の基準線
6が角度Pとした場合であり、これらのたわみ角Δ0.
Δ戸は夫々第1゜第2アーム3,5の角度によって異な
る。
そこで1本発明方法では、まず教示時に各々の動作経路
位置を教示する際に、各々の動作経路位置毎に第1.第
27−ム3,5のたわみ角Δ0゜ΔPを夫々計算し、計
算したたわみ角6096戸に応じて各々の動作経路位置
を補正している。
前記だねみ角Δθ、Δ戸は、第1アーム3の自重の曲げ
モーメントをW、LG、、第2アーム5の自重の曲げモ
ーメントをW2LG2、第2アーム5の自重にワーク重
量を加えた値である第27−45の全重量をMl、ワー
ク重量をMl、第17−43の長さをL+、第2アーム
5の長さをL2、第1アーム3のばね定数をに、、第2
アーム5のばね定数をKzとすると、下記の式より求め
られる。
また1本発明方法では、再成時、補正された動作経路位
置と次に移動すべき動作経路位置との間から予め定めら
れた途中経路位置を求め、該途中経路位置毎に第1.第
2アーム3,5のたわみ角へ〇、ΔPを夫々演算し、演
算したたわみ角ΔO2八?に応じて夫々の途中経路位置
を補正し、かつこの補正された途中経路位置の最終位置
から次の動作経路位置への移動時に、該次の動作経路位
置を演算されたたわみ量に応じさらに補正し、該補正さ
れた動作経路位置に移動させるようにしている。
次に、本発明方法の実施例を第3図及び第4図より具体
的に述べる。
教示時においては、まずワーク重量M2を入力しくSL
)、次いで最初の動作経路位置である教示点の角度ε、
θ、pを検出する(s2)。これは位置検出器により第
1.第2の駆動軸2,4の角度を検出して得られる。
そして、第1.第2アーム3,5の夫々のたわみ角Δθ
、ΔPを(I)式により演算する(s3)。
なお、(I)式において、W、LG、、W2LG2及び
LlyL2は予め設定され重量計は入力されたMlによ
り求められる。
たわみ角Δ0.Δ芦を演算した後、そのたわみ角に応じ
次の(2)式より第1.第2の駆動軸2゜4の角度(θ
′、r′)を補正、即ち第1.第2アーム3,5の補正
される位置を求める(s4)。
これにより各々の動作経路位置が補正動作経路位置とし
て補正される。
また補正した後、次の(3)式から制御点Sの直角座標
を演算しくS5)、この値を教示データとして記憶する
(S6)。
なお、S5の処理を実行する理由は、関節ロボットでは
駆動軸の回転角度で制御する関節座標形式を持っている
ため、関節座標から直交座標に変換する必要がある。た
めである。
その後、全教示処理が終了したか否かが判定され(S7
)、終了していない場合には終了するまでS2以降の処
理が繰り返し実行される。
これにより、各々の補正動作経路位置がたわみ角を考慮
して補正されたことになる。
一方、再成時においては、第4図(a)に示すように、
まずワーク重量M2が入力された(S8)後、移動方向
に沿って隣り合う2点間の教示データを求める。即ち、
教示時に記憶された最初の教示データと次の教示データ
との2点A、B間の距離りを計算する(S9)。
ここで、最初の教示データAを(X++ yI+ z+
)、次の教示データBを(X2+ yZ+ 22)とす
ると、距離りは下記の(4)式より求まる。
L= JCx+  xz)’+(y+  yz)’+(
zl−zz)’   (4)即ち、(4)式より初期の
補正動作経路位置Aと次に移動すべき補正動作経路位置
Bとの間の距離りが求まる。
次に、前記距離りから途中経路位置を指令する回数nを
計算する。例えば、ロボットの指令値がm秒毎に1回ず
つ指令されるとし、移動速度をVとすると、教示データ
A、B間の指令回数nは、次の(5)式より求まる。
これにより、2点A、B間の距離りから途中の経路位置
が求まる。
そして、カウンタをセットした(Sll)後、初回の途
中経路位置への直角座標を計算しく812)。
これを逆変換して旋回軸及び第1.第2の駆動軸の角度
を求める( S 13)。これを(6)式に示す。
K1 = K、” + Z”     K4=JKx 
 x、20H’:x≧013’≧0→O X≧0 + y < O→π xく0.y〉0→O x < O* y < O→π ・この(6)式により求めた第1.第2の駆動軸2゜4
の角度が最初の途中経路位置の角度となり、例えば第2
アーム5では第6図に示すように、制御点S′の位置と
なる。
しかし、点S′の位置は完全剛性として考えられた位置
であるため、第2アーム5のたわみ角を考慮すると、実
際に制御される被制御点Sと異なる。 そこで1次に第
1.第2アーム3,5の途中経路位置におけるたわみ角
Δ03.ΔPiを求め(S14)、このたわみ角Δ03
.Δ戸、に応じ第1゜第2の駆動軸2.5の角度’i、
Oi、Piを計算する( S tS)。
この場合、たわみ角Δ01.Δr、は前記(I)式より
求まり、また角度εi+ J+ Piは次の(7)式よ
り求まる。
そして、S15の後、+1をカウントしく516)、S
15で計算された角度に従い第1.第2の駆動軸2.5
を指令し駆動する(S17)。これにより、初期の再補
正動作経路位置P1から初回の補正途中経路位置ε2.
θ+yPiに旋回軸1及び第1゜第2のア゛−ム3,5
が移動する。
さらに、S17の後、所定回数か否かが判定され、所定
回数に達したときには次の処理に移行し、また達してい
ない場合にはS12以降の処理を繰り返し実行する。そ
の結果、夫々の途中経路位置毎に第1.第2アーム3,
5の位置が補正されるので、補正途中経路位置となる。
しかる後、次に移動すべき教示点Bを読み出して逆変換
し、その教示点Bにおける第1.第2の駆動軸2,4の
角度εBe  OBs PBを計算しく5t9)、その
位置における第1.第2アーム3,5のたわみ角ΔOB
tΔ9’nを計算しく520)、該たわみ角ΔOB、Δ
pBら応じて旋回軸1及び第1.第2の駆動軸2,4の
角度εB+ OBs Paを計算しく521)、該角度
ε[1+  OBs PBに従って旋回軸1及び第1.
第2の駆動軸2,4を制御する(S22)。
これにより、2つの動作経路位置A、B間において、最
終の補正途中経路位置から補正動作経路位置Bに移動す
るときには、その補正動作経路位置Bでのたわみ角ΔO
BtΔPBを考慮して動作経路位置を再補正するので、
この再補正された動作経路位置Bに旋回台及び第1.第
2アーム3,5が移動制御される。
そして、第1.第2アーム3,5が最終位置である動作
経路位置に達するまでS2以降の処理が順次繰り返され
る。(S23)。
従って、再成時には、各々の動作経路位置A〜Pでの実
際の制御点S′と被制御点Sとが一致すると共に、各々
の動作経路位置間における途中経路位置での実際の制御
点Sと被制御点S′とも一致するので、動作経路及び補
間経路を高精度にすることができる。
その結果、溶接、シーリング、塗装等のように補間経路
精度が要求される作業を正確に行い得る。
また、可成の際には、ワーク重量M2が入力されると、
夫々の途中経路位置が、入力されたワーク重量M2に基
づくたわみ角に応じて補正され。
実際の制御点S′と被制御点Sとが常に一致するように
しているので、ワーク重量M2が教示時と異なった場合
、即ち溶接トーチの重量、シーリングトーチの重量、塗
装ガンの重量が各々変わっても、動作経路位置並びに途
中経路位置の位置が常に一定となる結果、教示が不要に
なる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明方法は、教示時に。
各々の動作経路位置を動作部のたわみ量に応じて補正し
ておき、再成時に、補正された動作経路位置と次に移動
すべき動作経路位置との間から求めた夫々の途中経路位
置を、動作部のたわみ量に応じて補正し、かつその動作
経路位置における補正された最終途中経路位置から次の
動作経路位置への移動時に、該動作経路位置を再び補正
してこの補正した動作経路位置に動作部を移動制御させ
るようにしたので、動作経路及び補間経路を高精度にで
きる結果、補間経路精度が要求される作業を正確に行い
得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を適用した関節ロボットを示、す全
体図、第2図は関節ロボットにおけるたわみの説明図、
第3図は本発明方法の一実施例を示す教示時のフローチ
ャート、第4図(a)及び(b)は同じく再成時のフロ
ーチャート、第5図は制御点と被制御点との関係説明図
である。 1・・・旋回台、2・・・第1の駆動軸、3・・・第1
アーム、4・・・第2の駆動軸、5・・・第2のアーム
、ΔO・・・第1アームのたわみ角、Δr・・・第2ア
ームのたわみ角。 代理人弁理士 秋  本  正  実 第2図 栴3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、教示時、動作部が移動すべき経路位置を予め順次記
    憶させ、再成時、前記記憶させた動作経路位置に従って
    動作部を移動制御する産業用ロボットの制御方法におい
    て、 ( I )教示時、前記記憶させた各々の動作経路位置毎
    にその位置における動作部のたわみ量を演算し、かつ該
    たわみ量に応じて各々の動作経路位置を補正しておき、 (II)再成時、前記補正された初期位置である補正動作
    経路位置において、その位置での動作部のたわみ量及び
    該たわみ量に応じ再補正する位置を計算してこの再補正
    動作経路位置に補正し、 (III)該再補正動作経路位置と次に移動すべき補正動
    作経路位置間の距離から予め定められた途中経路位置を
    夫々求めると共に、該それぞれの途中経路位置毎にその
    位置における動作部のたわみ量及び該たわみ量に応じ補
    正する位置を計算して、この補正途中経路位置に動作部
    を順次補間移動させた後、 (IV)該補正された最終位置である補正途中経路位置か
    ら前記次に移動すべき補正動作経路位置へ移動する時点
    で、その補正動作経路位置における動作部のたわみ量及
    び該たわみ量に応じ再補正する位置を計算してこの再補
    正動作経路位置に動作部を移動させ、 (V)以下、前記(III)と(IV)との処理を動作部が
    最終の動作経路位置に達するまで順次繰り返して実行さ
    せることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。
JP8503186A 1986-04-15 1986-04-15 産業用ロボツトの制御方法 Pending JPS62242201A (ja)

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JP8503186A JPS62242201A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 産業用ロボツトの制御方法

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JP8503186A JPS62242201A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 産業用ロボツトの制御方法

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JPS62242201A true JPS62242201A (ja) 1987-10-22

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ID=13847332

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JP8503186A Pending JPS62242201A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 産業用ロボツトの制御方法

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JP (1) JPS62242201A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63241604A (ja) * 1987-03-28 1988-10-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボツトの教示デ−タの作成方法
JPH04233602A (ja) * 1990-12-28 1992-08-21 Fanuc Ltd ロボットのたわみ補正方法及びたわみ認識方法
US6826450B2 (en) 2001-04-16 2004-11-30 Fanuc Ltd. Robot controller

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63241604A (ja) * 1987-03-28 1988-10-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボツトの教示デ−タの作成方法
JPH04233602A (ja) * 1990-12-28 1992-08-21 Fanuc Ltd ロボットのたわみ補正方法及びたわみ認識方法
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