JPS6351282B2 - - Google Patents
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- JPS6351282B2 JPS6351282B2 JP56174151A JP17415181A JPS6351282B2 JP S6351282 B2 JPS6351282 B2 JP S6351282B2 JP 56174151 A JP56174151 A JP 56174151A JP 17415181 A JP17415181 A JP 17415181A JP S6351282 B2 JPS6351282 B2 JP S6351282B2
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- teaching
- points
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は工業用ロボツトの制御方法に関し、
詳しくはマニユアル操作のCPテイーチング、CP
プレイバツク制御を行うテイーチング・プレイバ
ツクロボツトの運動制御方法に関する。
詳しくはマニユアル操作のCPテイーチング、CP
プレイバツク制御を行うテイーチング・プレイバ
ツクロボツトの運動制御方法に関する。
従来例として、特公昭55−37768号公報を挙げ
る。この先行技術の要旨は、「実作業に先立つて
ロボツトに作動手順を予め記憶せしめるテイーチ
ング動作において、アーム先部に着脱自在に取付
けた変位パルス発生器の附設ローラが軌跡に沿つ
て一定距離を回転移動する度にパルスを発生させ
て、一定距離毎の位置情報を記憶せしめると共
に、実作業を行なうプレイバツク動作に於て、前
記変位パルス発生器と実作業機とを取替えたう
え、ロボツトに一定距離毎の記憶位置情報をテイ
ーチング時と無関係に可変自在に設定する一定時
間間隔で目標値として指令することにより位置制
御と共に速度制御を行なわしめるようにしたこと
を特徴とする工業用ロボツトの速度制御方法。」
である。
る。この先行技術の要旨は、「実作業に先立つて
ロボツトに作動手順を予め記憶せしめるテイーチ
ング動作において、アーム先部に着脱自在に取付
けた変位パルス発生器の附設ローラが軌跡に沿つ
て一定距離を回転移動する度にパルスを発生させ
て、一定距離毎の位置情報を記憶せしめると共
に、実作業を行なうプレイバツク動作に於て、前
記変位パルス発生器と実作業機とを取替えたう
え、ロボツトに一定距離毎の記憶位置情報をテイ
ーチング時と無関係に可変自在に設定する一定時
間間隔で目標値として指令することにより位置制
御と共に速度制御を行なわしめるようにしたこと
を特徴とする工業用ロボツトの速度制御方法。」
である。
しかしながら、この先行技術における必須の構
成要件たる変位パルス発生器（以下、「テイーチ
ングローラ」という）は高価であり、コストアツ
プの要因となつていた。
成要件たる変位パルス発生器（以下、「テイーチ
ングローラ」という）は高価であり、コストアツ
プの要因となつていた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、テイー
チングローラを必要としない運動制御方法を提供
すること、特にテイーチング時のサンプリング方
法を改良することにある。
チングローラを必要としない運動制御方法を提供
すること、特にテイーチング時のサンプリング方
法を改良することにある。
上記目的を達成するため、この発明の要旨とす
るところは、マニユアル操作でCPテイーチング
を行いCPプレイバツク制御を行なうテイーチン
グプレイバツクロボツトを制御する方法であつ
て、テイーチング時は一定時間Ts毎にサンプリ
ングすることによつて位置データを取り込み、演
算処理を施した後で主記憶手段に格納する一方、
プレイバツクに際しては上記CPテイーチングで
得られた２点Pi、Pi+1の位置データから２点間の
距離を演算するとともに演算で求められた２点間
の距離を予め定めた一定速度で移動するに要する
時間Tiを求めておき、上記２点間を一定周期Tc
で直線補間するに際して必要な位置決め点の数ｎ
をTi／Tcの値により決定し、決定された点数ｎ
で決まる一定距離ごとに補間データを求めるよう
にし、この補間データを目標値として位置決め制
御を行うことにより、プレイバツク時の速度を上
記一定速度に制御するようにしたことを特徴とす
る工業用ロボツトの制御方法である。
るところは、マニユアル操作でCPテイーチング
を行いCPプレイバツク制御を行なうテイーチン
グプレイバツクロボツトを制御する方法であつ
て、テイーチング時は一定時間Ts毎にサンプリ
ングすることによつて位置データを取り込み、演
算処理を施した後で主記憶手段に格納する一方、
プレイバツクに際しては上記CPテイーチングで
得られた２点Pi、Pi+1の位置データから２点間の
距離を演算するとともに演算で求められた２点間
の距離を予め定めた一定速度で移動するに要する
時間Tiを求めておき、上記２点間を一定周期Tc
で直線補間するに際して必要な位置決め点の数ｎ
をTi／Tcの値により決定し、決定された点数ｎ
で決まる一定距離ごとに補間データを求めるよう
にし、この補間データを目標値として位置決め制
御を行うことにより、プレイバツク時の速度を上
記一定速度に制御するようにしたことを特徴とす
る工業用ロボツトの制御方法である。
以下、この発明を実施例に基づいて説明する。
一実施例を適用するロボツトは、多関節構造の
溶接用ロボツト（自由度５）で、制御手段に演算
機能部を含み、制御手段の主たる機能はコンピユ
ータ好ましくはマイクロコンピユータが実行する
ように構成されている。また、テイーチング操作
は直接人が行うので、人力で各軸を軽く動かせる
ように重力バランス装置を具備していることを前
提とする。
溶接用ロボツト（自由度５）で、制御手段に演算
機能部を含み、制御手段の主たる機能はコンピユ
ータ好ましくはマイクロコンピユータが実行する
ように構成されている。また、テイーチング操作
は直接人が行うので、人力で各軸を軽く動かせる
ように重力バランス装置を具備していることを前
提とする。
テイーチング時には、制御装置を能動化し、ロ
ボツトを作動状態にして、操作者は溶接トーチの
近傍に設けた把持部を持ち、予め設定した溶接軌
跡に沿つてアームを動かす。制御装置は一定時間
Ts毎にサンプリング指令を発し、各軸の位置検
出器からロボツトアームの各関節角データ（θ1〜
θ5）を取り込む。この関節角データはいつたんバ
ツフアメモリに格納され、適時読み出され、
XYZ座標系の値に変換する演算処理を施した後、
主記憶装置に格納される。なお、座標変換はマイ
クロコンピユータのCPUが予めプログラムした
式に基づいて行なう。これらの式はすでによく知
られたものである。また、前記サンプリング周期
Tsは、例えば40ｍｓである。この場合、始点P1
から終点PnまでTs毎にサンプリングされるだけ
であるから点Piと次の点Pi+1（ｉ＝１、２、…、
ｎ−１）間の距離liは一定の距離ではない。即
ち、テイーチング時の速度は一定速度ではない。
しかし乍ら、プレイバツク時には良好な溶接部を
得るために溶接速度は一定に制御されねばならな
い。
ボツトを作動状態にして、操作者は溶接トーチの
近傍に設けた把持部を持ち、予め設定した溶接軌
跡に沿つてアームを動かす。制御装置は一定時間
Ts毎にサンプリング指令を発し、各軸の位置検
出器からロボツトアームの各関節角データ（θ1〜
θ5）を取り込む。この関節角データはいつたんバ
ツフアメモリに格納され、適時読み出され、
XYZ座標系の値に変換する演算処理を施した後、
主記憶装置に格納される。なお、座標変換はマイ
クロコンピユータのCPUが予めプログラムした
式に基づいて行なう。これらの式はすでによく知
られたものである。また、前記サンプリング周期
Tsは、例えば40ｍｓである。この場合、始点P1
から終点PnまでTs毎にサンプリングされるだけ
であるから点Piと次の点Pi+1（ｉ＝１、２、…、
ｎ−１）間の距離liは一定の距離ではない。即
ち、テイーチング時の速度は一定速度ではない。
しかし乍ら、プレイバツク時には良好な溶接部を
得るために溶接速度は一定に制御されねばならな
い。
プレイバツク時、制御装置は位置検出器からの
現在位置データと、予め記憶してある位置データ
との差に基づいてフイートバツク制御する。今、
２点間Pi、Pi+1における制御を例として述べる。
現在位置データと、予め記憶してある位置データ
との差に基づいてフイートバツク制御する。今、
２点間Pi、Pi+1における制御を例として述べる。
Pi（xi、yi、zi）が現在位置であり、Pi+1（xi+1、
yi+1、zi+1）は次の目標位置である。PiからPi+1へ
溶接作業を進める前に、まずPiとPi+1の位置デー
タが主記憶装置から読み出され、その間の距離li
が次式のとおりに計算される。
yi+1、zi+1）は次の目標位置である。PiからPi+1へ
溶接作業を進める前に、まずPiとPi+1の位置デー
タが主記憶装置から読み出され、その間の距離li
が次式のとおりに計算される。
li＝√（i+1−i）2＋（i+1−i）2＋（i+1
−i）2 PiとPi+1間におけるトーチ移動速度Vi（一定）
は溶接速度又はエアーカツト速度として予め設定
される。この２つのパラメータより、現在位置Pi
より次の目標位置Pi+1まで達するのに必要な時間
Tiは、Ti＝li／Viとして求められる。この時間Ti
は各テイーチングポイント毎に計算される。
−i）2 PiとPi+1間におけるトーチ移動速度Vi（一定）
は溶接速度又はエアーカツト速度として予め設定
される。この２つのパラメータより、現在位置Pi
より次の目標位置Pi+1まで達するのに必要な時間
Tiは、Ti＝li／Viとして求められる。この時間Ti
は各テイーチングポイント毎に計算される。
一方、プレイバツク時にはプレイバツク制御周
期Tc（例えば20ｍｓ）毎に位置決め制御を行う。
このため、移動前に２点Pi、Pi+1間の補間演算を
行なう。直線補間である。これは、正確な位置決
め精度（たとえば±0.2mm）と定速度の精度を確
保するためである。理由は次のとおりである。す
なわち、実際上はテイーチング速度が溶接速度よ
りも大きくなるので、前記した時間Tiが大きくな
り、位置決め精度に悪い影響を及ぼす。例えば、
テイーチング速度が30ｍ／min＝0.5ｍ／ｓ、サ
ンプリング周期が40ｍｓでテイーチングをする
と、li＝500mm×40／1000＝20mmとなつて、これ
を速度60cm／min＝10mm／ｓで溶接するとすれ
ば、Ti＝20／10＝2sであり、Ti毎にプレイバツク
制御すれば正確な位置精度（±0.2mm）を再現す
るのに困難となるからである。
期Tc（例えば20ｍｓ）毎に位置決め制御を行う。
このため、移動前に２点Pi、Pi+1間の補間演算を
行なう。直線補間である。これは、正確な位置決
め精度（たとえば±0.2mm）と定速度の精度を確
保するためである。理由は次のとおりである。す
なわち、実際上はテイーチング速度が溶接速度よ
りも大きくなるので、前記した時間Tiが大きくな
り、位置決め精度に悪い影響を及ぼす。例えば、
テイーチング速度が30ｍ／min＝0.5ｍ／ｓ、サ
ンプリング周期が40ｍｓでテイーチングをする
と、li＝500mm×40／1000＝20mmとなつて、これ
を速度60cm／min＝10mm／ｓで溶接するとすれ
ば、Ti＝20／10＝2sであり、Ti毎にプレイバツク
制御すれば正確な位置精度（±0.2mm）を再現す
るのに困難となるからである。
プレイバツク制御周期Tc毎に位置決め制御を
行なうようにすると、時間Tiを求めた後、Ti／
Tc＝ｎの演算を行なつてｎ（正の整数）を求め
る。例えば前述の例ではｎ＝２／0.02＝100とな
る。次に、座標Pi（xi、yi、zi）、Pi+1（xi+1、yi+1、
zi+1）を均等にｎ分割する直線補間の演算を実行
する。この演算結果は、逆座標変換（XYZ系→
関節角θ系に変換）した後、すべての補間データ
をバツフアメモリに記憶させる。次に、プレイバ
ツク制御周期Tc毎にバツフアメモリから１つづ
つ目標データを取り出し、位置決め制御をしなが
ら一定速度Viで溶接作業を進めてゆく。
行なうようにすると、時間Tiを求めた後、Ti／
Tc＝ｎの演算を行なつてｎ（正の整数）を求め
る。例えば前述の例ではｎ＝２／0.02＝100とな
る。次に、座標Pi（xi、yi、zi）、Pi+1（xi+1、yi+1、
zi+1）を均等にｎ分割する直線補間の演算を実行
する。この演算結果は、逆座標変換（XYZ系→
関節角θ系に変換）した後、すべての補間データ
をバツフアメモリに記憶させる。次に、プレイバ
ツク制御周期Tc毎にバツフアメモリから１つづ
つ目標データを取り出し、位置決め制御をしなが
ら一定速度Viで溶接作業を進めてゆく。
以上の実施例をまとめると、テイーチング時は
定時間サンプリングし、プレイバツク時は一定の
制御周期をもつて再生するが、位置決め精度及び
定速度の精度を確保するために、２点間のプレイ
バツクに入る前に２点間距離liと、予め与える溶
接速度Viとにより２点間の移動時間Tiを求め、こ
のTiとプレイバツク制御周期Tcとから２点間の
補間数ｎを決め、補間演算を行なつた後、補間デ
ータを目標データとして現実に再生動作を行なう
ようにするものである。
定時間サンプリングし、プレイバツク時は一定の
制御周期をもつて再生するが、位置決め精度及び
定速度の精度を確保するために、２点間のプレイ
バツクに入る前に２点間距離liと、予め与える溶
接速度Viとにより２点間の移動時間Tiを求め、こ
のTiとプレイバツク制御周期Tcとから２点間の
補間数ｎを決め、補間演算を行なつた後、補間デ
ータを目標データとして現実に再生動作を行なう
ようにするものである。
以上のように、この発明によれば、テイーチン
グ時に制御装置からの指令に基づき定時間サンプ
リングを行なうようにしたので、従来のように定
距離サンプリングに必須であつたテイーチングロ
ーラは不要となる効果があり、コストダウンを達
成できる。
グ時に制御装置からの指令に基づき定時間サンプ
リングを行なうようにしたので、従来のように定
距離サンプリングに必須であつたテイーチングロ
ーラは不要となる効果があり、コストダウンを達
成できる。
また、テイーチング時において前記テイーチン
グローラでは物理的な制約から充分に教示できな
いコーナ部等のテイーチングが可能となる利点も
ある。
グローラでは物理的な制約から充分に教示できな
いコーナ部等のテイーチングが可能となる利点も
ある。
さらに、CP方式はテイーチング時、溶接部を
目で確認しながら教示をおこなうため、テイーチ
ングに失敗するケースは少なく再教示のために費
やすロスを少なくできる等、CPテイーチングの
有利さをそのまま生かせる利点もある。
目で確認しながら教示をおこなうため、テイーチ
ングに失敗するケースは少なく再教示のために費
やすロスを少なくできる等、CPテイーチングの
有利さをそのまま生かせる利点もある。
Claims (1)
- １ マニユアル操作でCPテイーチングを行いCP
プレイバツク制御を行なうテイーチングプレイバ
ツクロボツトを制御する方法であつて、テイーチ
ング時は一定時間Ts毎にサンプリングすること
によつて位置データを取り込み、演算処理を施し
た後で主記憶手段に格納する一方、プレイバツク
に際しては上記CPテイーチングで得られた２点
Pi，Pi+1の位置データから２点間の距離を演算す
るとともに演算で求められた２点間の距離を予め
定めた一定速度で移動するに要する時間Tiを求
めておき、上記２点間を一定周期Tcで直線補間
するに際して必要な位置決め点の数ｎをTi／Tc
の値により決定し、決定された点数ｎで決まる一
定距離ごとに補間データを求めるようにし、この
補間データを目標値として位置決め制御を行うこ
とにより、プレイバツク時の速度を上記一定速度
に制御するようにしたことを特徴とする工業用ロ
ボツトの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17415181A JPS5875215A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 工業用ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17415181A JPS5875215A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 工業用ロボツトの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5875215A JPS5875215A (ja) | 1983-05-06 |
| JPS6351282B2 true JPS6351282B2 (ja) | 1988-10-13 |
Family
ID=15973564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17415181A Granted JPS5875215A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 工業用ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5875215A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545570U (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-18 | 四国電力株式会社 | 測定装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6020209A (ja) * | 1983-07-14 | 1985-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツトの補間制御方法 |
| JPS6252610A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 関節型ロボツトの速度制御方法 |
| JPS62152008A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-07 | Fanuc Ltd | 送り速度制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5452285A (en) * | 1977-10-03 | 1979-04-24 | Kobe Steel Ltd | Program controlling apparatus |
| JPS5574605A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Hitachi Ltd | Operation control system for industrial robbot or the like |
-
1981
- 1981-10-29 JP JP17415181A patent/JPS5875215A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5452285A (en) * | 1977-10-03 | 1979-04-24 | Kobe Steel Ltd | Program controlling apparatus |
| JPS5574605A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Hitachi Ltd | Operation control system for industrial robbot or the like |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545570U (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-18 | 四国電力株式会社 | 測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5875215A (ja) | 1983-05-06 |
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