JP2021130158A - Robot control device and robot control method - Google Patents

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JP2021130158A JP2020026287A JP2020026287A JP2021130158A JP 2021130158 A JP2021130158 A JP 2021130158A JP 2020026287 A JP2020026287 A JP 2020026287A JP 2020026287 A JP2020026287 A JP 2020026287A JP 2021130158 A JP2021130158 A JP 2021130158A
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悠 松本
悠 松本
剛 植山
剛 植山
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株式会社デンソーウェーブ
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Abstract

【課題】CP方式のパス動作を採用してロボットの先端が全ての教示点を通過しない軌跡で動作する際に、周囲にある障害物とPの干渉を防止できるロボットの制御装置を提供する。【解決手段】コントローラの制御部は、ロボット先端が、移動を開始する教示点P1から移動を終了する教示点P3に向って連続的に移動するパス動作を行うように教示データを用いてロボットを制御する。その際に、パス動作を行うロボット先端の連続移動軌跡が、教示点P1,P3間に設定されている教示点P2に重なるように、教示点P3から教示点P2を通過して延長した直線上に新たな教示点P2_nを設定する(S1〜S4)。そして、教示点P2_nの教示データを用い、教示点P2_nに向かってパス動作を行うように制御する(S7)。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a robot capable of preventing interference between surrounding obstacles and P when the tip of the robot operates on a locus that does not pass through all teaching points by adopting a CP-type path operation. SOLUTION: A control unit of a controller uses teaching data to perform a path operation in which a robot tip continuously moves from a teaching point P1 at which movement starts to a teaching point P3 at which movement ends. Control. At that time, on a straight line extending from the teaching point P3 through the teaching point P2 so that the continuous movement locus of the robot tip performing the pass operation overlaps the teaching point P2 set between the teaching points P1 and P3. A new teaching point P2_n is set in (S1 to S4). Then, using the teaching data at the teaching point P2_n, control is performed so that the path operation is performed toward the teaching point P2_n (S7). [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、ロボットを実際に動作させる際の移動軌跡が、教示点上を通過するように制御する装置及び方法に関する。 The present invention relates to a device and a method for controlling a movement locus when actually operating a robot so as to pass over a teaching point.
ロボットの実際の動作が、予め演算したサンプリングタイム毎の目標位置に達するようにサーボモータを制御するため、間欠的に与えられた教示点を通ってロボット先端を移動させる制御方法に、CP(continuous path)方式がある。またロボットの動作は、ある動作から次の動作へ移る際における前の動作の完了を判断する方法により、エンド動作とパス動作とに分かれる。 In order to control the servomotor so that the actual operation of the robot reaches the target position for each sampling time calculated in advance, CP (continuous) is a control method for moving the tip of the robot through intermittently given teaching points. path) There is a method. Further, the robot operation is divided into an end operation and a path operation according to a method of determining the completion of the previous operation when moving from one operation to the next operation.
例えば図9に示すように、3つの教示点P1〜P3があるとすると、CP方式のエンド動作では、ロボットの先端が教示点に到達してから次の動作へと移る。そのため、P1→P2間とP2→P3間とのそれぞれが直線状の軌跡となるように、ロボットの先端を動作させる。それに伴い、P1→P2間,P2→P3間それぞれにおけるロボットの動作速度が変化するパターンは、何れも加速期間,定速期間,減速期間を組み合わせた台形状になる。 For example, as shown in FIG. 9, assuming that there are three teaching points P1 to P3, in the end operation of the CP method, the tip of the robot reaches the teaching point before moving to the next operation. Therefore, the tip of the robot is operated so that each of P1 → P2 and P2 → P3 has a linear locus. Along with this, the pattern in which the operating speed of the robot changes between P1 → P2 and P2 → P3 is a trapezoid that combines an acceleration period, a constant speed period, and a deceleration period.
これに対して、CP方式のパス動作では、ロボットの先端が教示点に到達する前に次の動作へと移る。そのため、P1→P2間の減速期間に併せて、P2→P3間の加速期間を開始させる。その結果、ロボットの先端は教示点P2上を通過せず、その内側,つまり図中の右側を通過する動作となり、これらを合成した軌跡は図中に破線で示したものとなる。 On the other hand, in the CP method pass operation, the robot moves to the next operation before reaching the teaching point. Therefore, the acceleration period between P2 and P3 is started in accordance with the deceleration period between P1 and P2. As a result, the tip of the robot does not pass on the teaching point P2, but passes inside it, that is, on the right side in the figure, and the combined locus of these is shown by the broken line in the figure.
特許第3666341号公報Japanese Patent No. 3666341
ここで、ロボットを製品の組み付け作業に適用する場合を想定する。教示点P2から教示点P3への移動が組み付け作業における最終のアプローチ動作である際に、ワークの形状や周囲の環境によっては、ロボットの先端が、周囲に障害物が配置されているように比較的狭い空間を移動する場合がある。すると、P2→P3間の動作が直線であればロボット先端は問題なく移動できるが、CP方式のパス動作により教示点P2の内側を通過する軌跡になると、ロボットと教示点P2の内側に位置する障害物とが干渉するおそれがある。 Here, it is assumed that the robot is applied to the product assembly work. When the movement from the teaching point P2 to the teaching point P3 is the final approach operation in the assembly work, the tip of the robot is compared so that an obstacle is arranged around it depending on the shape of the work and the surrounding environment. It may move in a narrow space. Then, if the movement between P2 and P3 is a straight line, the tip of the robot can move without any problem, but when the locus passes inside the teaching point P2 due to the path operation of the CP method, it is located inside the robot and the teaching point P2. There is a risk of interference with obstacles.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、CP方式のパス動作を採用してロボットの先端が全ての教示点を通過しない軌跡で動作する際に、周囲にある障害物との干渉を防止できるロボットの制御装置及びロボットの制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to adopt a CP-type path motion to cause an obstacle in the surroundings when the tip of the robot operates in a trajectory that does not pass through all teaching points. It is an object of the present invention to provide a robot control device and a robot control method capable of preventing interference with an object.
請求項1記載のロボットの制御装置によれば、制御部は、ロボット先端が、移動を開始する第1教示点から移動を終了する第3教示点に向って連続的に移動するパス動作を行うように教示データを用いてロボットを制御する。教示点設定部は、前記パス動作を行うロボット先端の連続移動軌跡が、第1教示点と第3教示点との間に設定されている第2教示点に重なるように、第3教示点から第2教示点を通過して延長した直線上に第4教示点を設定する。そして、第4教示点の教示データを用いて制御部に、第1教示点から第4教示点に向かってパス動作を行うように制御させる。 According to the control device for the robot according to claim 1, the control unit performs a path operation in which the tip of the robot continuously moves from the first teaching point at which the movement starts to the third teaching point at which the movement ends. The robot is controlled using the teaching data as described above. The teaching point setting unit starts from the third teaching point so that the continuous movement locus of the tip of the robot performing the path operation overlaps the second teaching point set between the first teaching point and the third teaching point. The fourth teaching point is set on a straight line that passes through the second teaching point and extends. Then, using the teaching data of the fourth teaching point, the control unit is controlled to perform a pass operation from the first teaching point to the fourth teaching point.
当初に設定された第1〜第3教示点についてCP方式のパス動作によりロボット先端を移動させると、上述したように、第1教示点から第2教示点に至るまでの減速期間と第2教示点から第3教示点に向けて設定される加速期間とが重複する結果、連続移動軌跡は第2教示点を通過しなくなる。そして、第2教示点と第3教示点とを結ぶ直線P2−P3上において、ロボット先端が直線的に移動する距離は、直線P2−P3の長さよりも短くなる。 When the robot tip is moved by the CP method path operation with respect to the initially set first to third teaching points, the deceleration period from the first teaching point to the second teaching point and the second teaching are as described above. As a result of overlapping the acceleration period set from the point to the third teaching point, the continuous movement locus does not pass through the second teaching point. Then, on the straight line P2-P3 connecting the second teaching point and the third teaching point, the distance that the robot tip linearly moves is shorter than the length of the straight line P2-P3.
したがって、教示点設定部が、第3教示点から第2教示点を通過して延長した直線上に第4教示点を設定し、その第4教示点の教示データを用いて制御部に、第1教示点から第4教示点に向かってパス動作を行うように制御させれば、ロボット先端は第2教示点に到達するようになり、その第2教示点から第3教示点に向かって直線的に移動する。これにより、第2教示点から第3教示点に向かう経路の周辺に障害物等が存在しており、ロボット先端が比較的狭い空間を移動する際にも、第2,第3教示点間は直線的に移動することで障害物との干渉が生じることを回避できる。 Therefore, the teaching point setting unit sets the fourth teaching point on a straight line extending from the third teaching point through the second teaching point, and the teaching data of the fourth teaching point is used in the control unit to set the fourth teaching point. If the robot tip is controlled to perform a pass motion from the 1st teaching point to the 4th teaching point, the robot tip reaches the 2nd teaching point and is straight from the 2nd teaching point to the 3rd teaching point. Move to. As a result, obstacles and the like exist around the path from the second teaching point to the third teaching point, and even when the robot tip moves in a relatively narrow space, the distance between the second and third teaching points is By moving linearly, it is possible to avoid interference with obstacles.
請求項2記載のロボットの制御装置によれば、教示点設定部は、第2教示点を起点として、パス動作の連続移動軌跡が、第2教示点から第3教示点に向かう直線に合流する点までの距離Lpaを計算すると、第4教示点を、第2教示点より距離Lpaだけ延長した直線上に設定する。上述のように、当初に設定された第1〜第3教示点についてロボット先端を移動させると、直線P2−P3上でロボット先端が直線的に移動する距離は、直線P2−P3の長さよりも短くなるので、その短くなる分の距離がLpaとして求められる。そして、直線P2−P3の長さに距離Lpaの長さを加えた位置に第4教示点を設定し、ロボットにパス動作を行わせれば、ロボット先端の連続移動軌跡が第2教示点を通過するようになる。 According to the robot control device according to claim 2, the teaching point setting unit starts from the second teaching point and the continuous movement locus of the path operation merges with a straight line from the second teaching point to the third teaching point. When the distance Lpa to the point is calculated, the fourth teaching point is set on a straight line extending by the distance Lpa from the second teaching point. As described above, when the robot tip is moved with respect to the initially set first to third teaching points, the distance that the robot tip moves linearly on the straight line P2-P3 is larger than the length of the straight line P2-P3. Since it becomes shorter, the distance corresponding to the shortening is obtained as Lpa. Then, if the fourth teaching point is set at a position obtained by adding the length of the distance Lpa to the length of the straight line P2-P3 and the robot performs a pass operation, the continuous movement locus of the robot tip passes through the second teaching point. Will come to do.
請求項3記載のロボットの制御装置によれば、教示点設定部は、制御部が、第1教示点から第4教示点に向かうパス動作を行う際の連続移動軌跡を再計算した結果について距離Lpaを再度計算する。そして、再計算した距離Lpaと先に計算した距離Lpaとの差を求め、求めた差が閾値以上であれば、その差分を再計算した距離Lpaに加算して距離Lpaを更新する。それから、更新した距離Lpaに基づいて第4教示点を再度設定し、制御部にパス動作の制御を再実行させる。 According to the robot control device according to claim 3, the teaching point setting unit is a distance regarding the result of recalculating the continuous movement locus when the control unit performs a path operation from the first teaching point to the fourth teaching point. Calculate Lpa again. Then, the difference between the recalculated distance Lpa and the previously calculated distance Lpa is obtained, and if the obtained difference is equal to or greater than the threshold value, the difference is added to the recalculated distance Lpa to update the distance Lpa. Then, the fourth teaching point is set again based on the updated distance Lpa, and the control unit is made to re-execute the control of the path operation.
このように構成すれば、誤差要因が存在するため、当初に求めた距離Lpaと第2,第4教示点間の距離との差が閾値以上であれば差分に応じて距離Lpaを更新し、パス動作の制御を再実行させることを繰り返して距離Lpaに含まれる誤差を縮小できる。これにより、第4教示点を精度良く設定することが可能になる。 With this configuration, since there is an error factor, if the difference between the initially obtained distance Lpa and the distance between the second and fourth teaching points is equal to or greater than the threshold value, the distance Lpa is updated according to the difference. The error included in the distance Lpa can be reduced by repeating the re-execution of the control of the path operation. This makes it possible to set the fourth teaching point with high accuracy.
一実施形態であり、ロボットシステムの構成を示す図A diagram showing a configuration of a robot system according to an embodiment. コントローラの構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing controller configuration コントローラの処理内容を要旨に係る部分について示すフローチャートFlowchart showing the processing contents of the controller for the part related to the gist 当初の教示点P1〜P3に対してパス動作を行う際のロボット先端の移動軌跡を示す図The figure which shows the movement locus of the robot tip at the time of performing a pass operation with respect to the initial teaching points P1 to P3. 教示点P2を新たな教示点P2_nに置き換えてパス動作を行う際のロボット先端の移動軌跡を示す図The figure which shows the movement locus of the robot tip when the teaching point P2 is replaced with the new teaching point P2_n, and the path operation is performed. 本実施形態における処理概念を速度パターンにより説明する図(その1)The figure explaining the processing concept in this embodiment by a speed pattern (the 1) 同処理概念を速度パターンにより説明する図(その2)Figure explaining the same processing concept by speed pattern (Part 2) 同処理概念を速度パターンにより説明する図(その3)The figure explaining the same processing concept by a speed pattern (3) CP方式のエンド動作及びパス動作を説明する図The figure explaining the end operation and the path operation of the CP system.
以下、一実施形態について説明する。図1に示すように、ロボットシステム1は、多関節型のロボット2、ロボット2を制御するコントローラ3、コントローラ3に接続されたティーチングペンダント4を備えている。このロボットシステム1は、一般的な産業用に用いられている。 Hereinafter, one embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the robot system 1 includes an articulated robot 2, a controller 3 that controls the robot 2, and a teaching pendant 4 connected to the controller 3. This robot system 1 is used for general industrial use.
ロボット2は、いわゆる6軸の垂直多関節型ロボットとして周知の構成を備えており、ベース5上に、Z方向の軸心を持つ第1軸(J1)を介してショルダ6が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ6には、Y方向の軸心を持つ第2軸(J2)を介して上方に延びる下アーム7の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム7の先端部には、Y方向の軸心を持つ第3軸(J3)を介して第一上アーム8が垂直方向に回転可能に連結されている。第一上アーム8の先端部には、X方向の軸心を持つ第4軸(J4)を介して第二上アーム9が捻り回転可能に連結されている。第二上アーム9の先端部には、Y方向の軸心を持つ第5軸(J5)を介して手首10が垂直方向に回転可能に連結されている。手首10には、X方向の軸心を持つ第6軸(J6)を介してフランジ11が捻り回転可能に連結されている。 The robot 2 has a well-known configuration as a so-called 6-axis vertical articulated robot, and the shoulder 6 rotates horizontally on the base 5 via a first axis (J1) having an axis in the Z direction. It is connected as possible. A lower end portion of a lower arm 7 extending upward via a second axis (J2) having an axial center in the Y direction is rotatably connected to the shoulder 6. The first upper arm 8 is rotatably connected to the tip of the lower arm 7 via a third axis (J3) having an axial center in the Y direction. A second upper arm 9 is rotatably connected to the tip of the first upper arm 8 via a fourth axis (J4) having an axial center in the X direction. A wrist 10 is rotatably connected to the tip of the second upper arm 9 via a fifth axis (J5) having an axis in the Y direction. A flange 11 is twistably and rotatably connected to the wrist 10 via a sixth axis (J6) having an axis in the X direction.
ベース5、ショルダ6、下アーム7、第一上アーム8、第二上アーム9、手首10及びフランジ11は、ロボット2のアームとして機能し、アームの先端となるフランジ11には、図示は省略するが、エンドエフェクタとも呼ばれるハンドが取り付けられる。ハンドは、例えば図示しないワークを保持して移送したり、ワークを加工する工具等が取り付けられたりする。ロボット2に設けられている各軸J1〜J6には、それぞれに対応して駆動源となる、図2に示すモータ12が設けられている。 The base 5, shoulder 6, lower arm 7, first upper arm 8, second upper arm 9, wrist 10 and flange 11 function as arms of the robot 2, and the flange 11 which is the tip of the arm is not shown. However, a hand called an end effector is attached. For example, the hand holds and transfers a work (not shown), or a tool for processing the work is attached to the hand. Each of the axes J1 to J6 provided in the robot 2 is provided with a motor 12 shown in FIG. 2, which serves as a drive source corresponding to each of the axes J1 to J6.
コントローラ3は、ロボットの制御装置に相当し、図示しないCPU、ROMおよびRAM等で構成されたコンピュータからなる制御部においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボット2を制御している。具体的には、コントローラ3は、インバータ回路等から構成された駆動部を備えており、各モータ12に対応して設けられているエンコーダ17で検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりモータ12を駆動する。 The controller 3 corresponds to a control device for a robot, and controls the robot 2 by executing a computer program in a control unit including a computer composed of a CPU, ROM, RAM, and the like (not shown). Specifically, the controller 3 includes a drive unit composed of an inverter circuit or the like, and is controlled by feedback, for example, based on the rotation position of the motor detected by the encoder 17 provided corresponding to each motor 12. Drives the motor 12.
ティーチングペンダント4は、例えば概ね略矩形箱状に形成されており、ユーザが所持したまま操作可能な程度の大きさに形成されている。このティーチングペンダント4には、各種キースイッチやタッチパネル等が設けられており、ユーザは、それらキースイッチやタッチパネル等を用いてティーチングを行う。 The teaching pendant 4 is formed, for example, in a substantially rectangular box shape, and is formed in a size that can be operated while being held by the user. The teaching pendant 4 is provided with various key switches, a touch panel, and the like, and the user teaches using the key switches, the touch panel, and the like.
コントローラ3は、図2に示すように、CPUを主体とする制御部13と、記憶部14と、位置検出部15とを備えている。制御部13は、産業用ロボット装置1の全体を統括制御する。制御部13には、記憶部14及び位置検出部15の他、前記ティーチングペンダント4及びモータ12の駆動回路16が接続されている。記憶部14には、各アーム6〜11を駆動するモータ12についての最大加速度(+α)、最大減速度(−α)、最高速度Vmax等のパラメータ、ロボット制御用の各種ソフトウエアが予め記憶されている。また、記憶部14には、実際のロボットの作業に際しては、ティーチングペンダント4により設定される動作プログラムや、実際の動作に先立って生成されるロボット先端の移動軌跡情報などが記憶されている。制御部13は、教示点設定部に相当する。 As shown in FIG. 2, the controller 3 includes a control unit 13 mainly composed of a CPU, a storage unit 14, and a position detection unit 15. The control unit 13 comprehensively controls the entire industrial robot device 1. In addition to the storage unit 14 and the position detection unit 15, the teaching pendant 4 and the drive circuit 16 of the motor 12 are connected to the control unit 13. The storage unit 14 stores in advance parameters such as maximum acceleration (+ α), maximum deceleration (−α), maximum speed Vmax, and various software for robot control for the motors 12 that drive each of the arms 6 to 11. ing. Further, in the actual robot work, the storage unit 14 stores an operation program set by the teaching pendant 4, movement locus information of the robot tip generated prior to the actual operation, and the like. The control unit 13 corresponds to a teaching point setting unit.
位置検出部15には、ショルダ6やアーム7〜9等に対応する各モータ12の回転軸に連結されたロータリエンコーダ17が接続されている。位置検出部15は、ロータリエンコーダ17から入力される回転検出信号に基づいてモータ12の回転角度,すなわち軸値を検出し、その回転位置情報を制御部13に与える。制御部13は、モータ12の回転角度情報から対応するアーム等の回転角を演算すると、その回転角を目標角度と比較して差分に応じた電流指令値を駆動回路16に与える。すると、駆動回路16は、与えられた電流指令値に応じた電流をモータ12に供給する。これによりモータ12の回転が制御され、各アーム6〜11等が目標角度に回転される。 A rotary encoder 17 connected to the rotation shaft of each motor 12 corresponding to the shoulder 6 and the arms 7 to 9 is connected to the position detection unit 15. The position detection unit 15 detects the rotation angle of the motor 12, that is, the axis value based on the rotation detection signal input from the rotary encoder 17, and gives the rotation position information to the control unit 13. When the control unit 13 calculates the rotation angle of the corresponding arm or the like from the rotation angle information of the motor 12, the rotation angle is compared with the target angle and a current command value corresponding to the difference is given to the drive circuit 16. Then, the drive circuit 16 supplies the motor 12 with a current corresponding to the given current command value. As a result, the rotation of the motor 12 is controlled, and the arms 6 to 11 and the like are rotated to the target angle.
次に、本実施形態の作用について説明する。図3は、コントローラ3の制御部13が、ロボット2の先端の連続移動軌跡を求める処理を、要旨に関する部分について示すフローチャートである。制御部13は、先ず、パス動作後のアプローチ動作か否かを判断する(S1)。「アプローチ動作」とは、図4に示すように、連続移動軌跡における末部の3つの教示点P1〜P3のうち、教示点P2からP3に至る区間であり、教示点P3は、ロボット2が組み付け作業等を行う際にその先端が最終的に到達する位置である。また「パス動作」は、同図に破線で示すように、教示点P1からP2に至る間に、ロボット先端が直線的に移動する区間を外れて教示点P2の内側を通過し、アプローチ動作区間の直線軌跡に繋がるまでの区間である。 Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a process in which the control unit 13 of the controller 3 obtains the continuous movement locus of the tip of the robot 2 with respect to the gist. The control unit 13 first determines whether or not the approach operation is after the pass operation (S1). As shown in FIG. 4, the “approach operation” is a section from the teaching points P2 to P3 among the three teaching points P1 to P3 at the end of the continuous movement locus, and the teaching point P3 is the teaching point P3 by the robot 2. This is the position where the tip finally reaches when performing assembly work or the like. Further, as shown by the broken line in the figure, the “pass motion” is an approach motion section in which the robot tip goes out of the section where the robot tip moves linearly and passes inside the teaching point P2 between the teaching points P1 and P2. It is a section until it is connected to the straight line locus of.
パス動作後のアプローチ動作であれば(S1;YES)、アプローチ動作区間内でパス動作が行われる距離Lpaを計算する(S2)。パス動作区間開始時のロボット先端の速度をVm,減速度をDm,減速時間をTpとすると、減速時間Tpは、
Tp=Vm/Dm …(1)
で求められる。そして、アプローチ動作におけるロボット先端の加速度をAaとすると、パス動作距離Lpaは、
Lpa=Aa×Tp/2 …(2)
で求められる。
If it is an approach operation after the pass operation (S1; YES), the distance Lpa at which the pass operation is performed within the approach operation section is calculated (S2). Assuming that the speed of the robot tip at the start of the pass operation section is Vm, the deceleration is Dm, and the deceleration time is Tp, the deceleration time Tp is
Tp = Vm / Dm ... (1)
Is sought after. Then, assuming that the acceleration of the robot tip in the approach motion is Aa, the path motion distance Lpa is
Lpa = Aa × Tp 2 /2… (2)
Is sought after.
次に、パス動作距離Lpa_nに、ステップS2で求めた距離Lpaを代入して初期化すると(S3)、アプローチ動作の開始点Xa,つまり教示点P2の座標を、距離Lpa_nだけアプローチベクトル方向に移動した座標を、新たな開始点Xa_newとするように計算する(S4)。図5では、開始点Xa_newを「P2_new」としている。アプローチ動作のベクトルを(ax,ay,az)とし、開始点Xa=(xa,ya,za)とすると、新たな開始点Xa_newは、
Xa_new=Xa−Lpa×(ax,ay,az) …(3)
で求められる。尚、教示点P1〜P3は第1〜第3教示点に相当し、上記のP2_newは第4教示点に相当する。
Next, when the path operation distance Lpa_n is initialized by substituting the distance Lpa obtained in step S2 (S3), the coordinates of the approach operation start point Xa, that is, the teaching point P2 are moved in the approach vector direction by the distance Lpa_n. The coordinates are calculated so as to be a new starting point Xa_new (S4). In FIG. 5, the starting point Xa_new is set to "P2_new". Assuming that the approach motion vector is (ax, ay, az) and the start point Xa = (xa, ya, za), the new start point Xa_new is
Xa_new = Xa-Lpa × (ax, ay, az)… (3)
Is sought after. The teaching points P1 to P3 correspond to the first to third teaching points, and the above P2_new corresponds to the fourth teaching point.
それから、教示点P2を、開始点Xa_new,P2_newに置き換えることで生じるパス動作について、パス動作距離Lpa_nを計算する(S5)。そして、ステップS2で求めた距離Lpaの絶対値と、ステップS4で求めた距離Lpa_nの絶対値との差を求め、その差の絶対値が閾値delta未満か否かを判断する(S6)。閾値deltaはゼロ近傍の値である。前記差の絶対値が閾値delta以上であれば(NO)、パス動作距離Lpa_nを、当該距離Lpa_nに前記差の絶対値を加えて更新してから(S8)ステップS4に戻る。 Then, the path operation distance Lpa_n is calculated for the path operation generated by replacing the teaching point P2 with the start points Xa_new and P2_new (S5). Then, the difference between the absolute value of the distance Lpa obtained in step S2 and the absolute value of the distance Lpa_n obtained in step S4 is obtained, and it is determined whether or not the absolute value of the difference is less than the threshold value delta (S6). The threshold delta is a value near zero. If the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value delta (NO), the path operating distance Lpa_n is updated by adding the absolute value of the difference to the distance Lpa_n, and then the process returns to step S4 (S8).
一方、ステップS6において、前記差の絶対値が閾値delta未満であれば(YES)、その時点の開始点Xa_newをアプローチ動作の開始点に設定してロボット2の動作を実行する(S7)。 On the other hand, in step S6, if the absolute value of the difference is less than the threshold value delta (YES), the start point Xa_new at that time is set as the start point of the approach operation, and the operation of the robot 2 is executed (S7).
上記の処理の概念について、図6から図8に示す速度パターンのグラフを用いて説明する。図6は、図4に示す動作に対応したもので、ロボット先端が教示点P1からP2に向かう際の減速期間の開始に合わせて、教示点P2からP3に向かう際の加速期間を開始させる結果、その期間の合成速度は破線で示すものとなる。そして、この期間にロボット先端が移動する距離のうち、加速による移動距離分だけ、つまり図7に示すハッチングで示す三角形の面積分だけ教示点P2に到達せずに内回りする移動軌跡となる。 The concept of the above processing will be described with reference to the speed pattern graphs shown in FIGS. 6 to 8. FIG. 6 corresponds to the operation shown in FIG. 4, and is a result of starting the acceleration period when the robot tip goes from the teaching point P2 to P3 in accordance with the start of the deceleration period when the robot tip goes from the teaching point P1 to P2. , The synthesis rate during that period is shown by the broken line. Then, out of the distance that the tip of the robot moves during this period, the movement locus is inwardly rotated without reaching the teaching point P2 by the distance moved by acceleration, that is, the area of the triangle shown by the hatching shown in FIG.
そこで、図8に示すように、教示点P2においてパス動作が完了するように、つまり減速期間及び加速期間が共に終了するように新たな目標点P2_newを設定する。これは、上述した加速による移動距離分を示す三角形の面積に等しい分だけ移動距離を延ばすように、新たな目標点P2_newを設定することを意味する。これにより、ロボット先端は、元の教示点P2に到達してから終了点P3に向かって直線上を移動するように動作する。 Therefore, as shown in FIG. 8, a new target point P2_new is set so that the pass operation is completed at the teaching point P2, that is, both the deceleration period and the acceleration period end. This means that a new target point P2_new is set so as to extend the movement distance by an amount equal to the area of the triangle indicating the movement distance due to the acceleration described above. As a result, the robot tip operates so as to move on a straight line toward the end point P3 after reaching the original teaching point P2.
以上のように本実施形態によれば、コントローラ3の制御部13は、ロボット先端が、移動を開始する教示点P1から移動を終了する教示点P3に向って連続的に移動するパス動作を行うように教示データを用いてロボット2を制御する。その際に、パス動作を行うロボット先端の連続移動軌跡が、教示点P1,P3間に設定されている教示点P2に重なるように、教示点P3から教示点P2を通過して延長した直線上に新たな教示点P2_nを設定する。そして、教示点P2_nの教示データを用い、教示点P2_nに向かってパス動作を行うように制御する。
これにより、図5に示すように、教示点P2から教示点P3に向かう経路の周辺に障害物等が存在しており、ロボット先端が比較的狭い空間を移動する際にも、教示点P2,P3間は確実に直線的に移動するので干渉が生じることを回避できる。
As described above, according to the present embodiment, the control unit 13 of the controller 3 performs a path operation in which the tip of the robot continuously moves from the teaching point P1 at which the movement starts to the teaching point P3 at which the movement ends. The robot 2 is controlled by using the teaching data as described above. At that time, on a straight line extending from the teaching point P3 through the teaching point P2 so that the continuous movement locus of the tip of the robot performing the pass operation overlaps the teaching point P2 set between the teaching points P1 and P3. A new teaching point P2_n is set in. Then, using the teaching data at the teaching point P2_n, control is performed so that the path operation is performed toward the teaching point P2_n.
As a result, as shown in FIG. 5, obstacles and the like exist around the path from the teaching point P2 to the teaching point P3, and even when the robot tip moves in a relatively narrow space, the teaching point P2 Since it surely moves linearly between P3, it is possible to avoid interference.
この場合、制御部13は、教示点を起点P2として、パス動作の連続移動軌跡が、教示点P2から教示点P3に向かう直線に合流する点までの距離Lpaを計算すると、教示点P2_nを、教示点P2より距離Lpaだけ延長した直線上に設定する。上述のように、当初に設定された教示点P1〜P3についてロボット先端を移動させる際に、直線P2−P3上でロボット先端が直線的に移動する距離はLpaだけ短くなる。したがって、直線P2−P3の長さに距離Lpaの長さを加えた位置に教示点P2_nを設定し、ロボット2にパス動作を行わせれば、ロボット先端の連続移動軌跡が当初の教示点P2を通過するようになる。 In this case, when the control unit 13 calculates the distance Lpa from the teaching point P2 to the point where the continuous movement locus of the path operation merges with the straight line from the teaching point P2 to the teaching point P3, the teaching point P2_n is calculated. It is set on a straight line extending by the distance Lpa from the teaching point P2. As described above, when the robot tip is moved with respect to the initially set teaching points P1 to P3, the distance that the robot tip moves linearly on the straight lines P2-P3 is shortened by Lpa. Therefore, if the teaching point P2_n is set at a position obtained by adding the length of the distance Lpa to the length of the straight line P2-P3 and the robot 2 is made to perform a pass operation, the continuous movement locus of the robot tip becomes the initial teaching point P2. It will pass.
また、制御部13は、教示点P1から教示点P2_nに向かうパス動作を行う際の連続移動軌跡を再計算した結果について距離Lpaを再度計算し、距離Lpa_nとする。そして、再計算した距離Lpa_nと先に計算した距離Lpaとの差を求め、求めた差が閾値delta以上であれば、その差分を再計算した距離Lpa_nに加算して距離Lpa_nを更新する。それから、更新した距離Lpa_nに基づいて教示点P2_nを再度設定し、パス動作の制御を再実行する。このように構成すれば、距離Lpa_nに含まれる誤差を縮小し、教示点P2_nを精度良く設定することが可能になる。 Further, the control unit 13 recalculates the distance Lpa for the result of recalculating the continuous movement locus when performing the path operation from the teaching point P1 to the teaching point P2_n, and sets the distance Lpa as the distance Lpa_n. Then, the difference between the recalculated distance Lpa_n and the previously calculated distance Lpa is obtained, and if the obtained difference is equal to or greater than the threshold value delta, the difference is added to the recalculated distance Lpa_n to update the distance Lpa_n. Then, the teaching point P2_n is set again based on the updated distance Lpa_n, and the control of the path operation is re-executed. With this configuration, the error included in the distance Lpa_n can be reduced, and the teaching point P2_n can be set with high accuracy.
本発明は上記した、又は図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
要求される精度によっては、ステップS5,S6,S8を省略しても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above or in the drawings, and the following modifications or extensions are possible.
Depending on the required accuracy, steps S5, S6 and S8 may be omitted.
図面中、1はロボットシステム、2はロボット、3はコントローラ、4はティーチングペンダント、13は制御部、14は記憶部を示す。 In the drawing, 1 is a robot system, 2 is a robot, 3 is a controller, 4 is a teaching pendant, 13 is a control unit, and 14 is a storage unit.

Claims (6)

  1. 複数の回転動作するアームを備え、各アームをそれぞれの駆動モータにより駆動するロボットの制御装置において、
    ロボット先端を通過させるため教示された3点以上の教示点の位置及び姿勢を、教示テータとして記憶する記憶部と、
    前記ロボット先端が、前記教示点のうち移動を開始する第1教示点から移動を終了する第3教示点に向って連続的に移動するパス動作を行うように教示データを用いて前記ロボットを制御する制御部と、
    前記パス動作を行う前記ロボット先端の連続移動軌跡が、前記第1教示点と前記第3教示点との間に設定されている第2教示点に重なるように、前記第3教示点から前記第2教示点を通過して延長した直線上に第4教示点を設定し、前記第4教示点の教示データを用いて、前記制御部に、前記第1教示点から前記第4教示点に向かって前記パス動作を行うように制御させる教示点設定部とを備えるロボットの制御装置。
    In a robot control device that has multiple rotating arms and drives each arm with its own drive motor.
    A storage unit that stores the positions and postures of three or more teaching points taught to pass the robot tip as a teaching data, and a storage unit.
    The robot is controlled by using the teaching data so that the tip of the robot continuously moves from the first teaching point at which the movement starts to the third teaching point at which the movement ends among the teaching points. Control unit and
    From the third teaching point to the third teaching point so that the continuous movement locus of the tip of the robot performing the path operation overlaps with the second teaching point set between the first teaching point and the third teaching point. The fourth teaching point is set on a straight line extending through the two teaching points, and using the teaching data of the fourth teaching point, the control unit is directed from the first teaching point to the fourth teaching point. A robot control device including a teaching point setting unit for controlling the path operation.
  2. 前記教示点設定部は、前記第2教示点を起点として、前記パス動作の連続移動軌跡が、前記第2教示点から前記第3教示点に向かう直線に合流する点までの距離Lpaを計算し、
    前記第4教示点を、前記第2教示点より前記距離Lpaだけ延長した直線上に設定する請求項1記載のロボットの制御装置。
    The teaching point setting unit calculates the distance Lpa from the second teaching point to the point where the continuous movement locus of the path operation merges with the straight line from the second teaching point to the third teaching point. ,
    The robot control device according to claim 1, wherein the fourth teaching point is set on a straight line extending by the distance Lpa from the second teaching point.
  3. 前記教示点設定部は、前記制御部が、前記第1教示点から前記第4教示点に向かうパス動作を行う際の連続移動軌跡を再計算した結果について、前記距離Lpaを再度計算し、
    再計算した距離Lpaと先に計算した距離Lpaとの差を求め、
    前記差が閾値以上であれば、その差分を再計算した距離Lpaに加算して距離Lpaを更新すると、更新した距離Lpaに基づいて第4教示点を再度設定し、前記制御部に前記パス動作の制御を再実行させる請求項2記載のロボットの制御装置。
    The teaching point setting unit recalculates the distance Lpa with respect to the result of the control unit recalculating the continuous movement locus when the path operation from the first teaching point to the fourth teaching point is performed.
    Find the difference between the recalculated distance Lpa and the previously calculated distance Lpa.
    If the difference is equal to or greater than the threshold value, the difference is added to the recalculated distance Lpa to update the distance Lpa, the fourth teaching point is set again based on the updated distance Lpa, and the path operation is performed in the control unit. The robot control device according to claim 2, wherein the control of the robot is re-executed.
  4. 複数の回転動作するアームを備え、各アームをそれぞれの駆動モータにより駆動するロボットを動作させ、ロボット先端を通過させるために教示された3点以上の教示点についての教示データを用いて制御する際に、
    前記教示点のうち移動を開始する第1教示点から移動を終了する第3教示点に向って連続的に移動するパス動作を行前記ロボット先端の連続移動軌跡が、前記第1教示点と前記第3教示点との間に設定されている第2教示点に重なるように、前記第3教示点から前記第2教示点を通過して延長した直線上に第4教示点を設定し、
    前記第4教示点の教示データを用いて、前記第1教示点から前記第4教示点への移動について前記パス動作を行うロボットの制御方法。
    When operating a robot equipped with a plurality of rotating arms and driving each arm by its own drive motor, and controlling using teaching data about three or more teaching points taught to pass the tip of the robot. NS,
    Of the teaching points, a path operation is performed in which the robot continuously moves from the first teaching point that starts the movement to the third teaching point that ends the movement. The continuous movement locus of the robot tip is the first teaching point and the above. A fourth teaching point is set on a straight line extending from the third teaching point through the second teaching point so as to overlap the second teaching point set between the third teaching point.
    A method for controlling a robot that performs the path operation for moving from the first teaching point to the fourth teaching point by using the teaching data of the fourth teaching point.
  5. 前記第2教示点を起点として、前記パス動作の軌跡が、前記第2教示点から前記第3教示点に向かう直線に合流する点までの距離Lpaを計算し、
    前記第4教示点を、前記第2教示点より前記距離Lpaだけ延長した直線上に設定する請求項4記載のロボットの制御方法。
    Starting from the second teaching point, the distance Lpa from the point where the locus of the path operation merges with the straight line from the second teaching point to the third teaching point is calculated.
    The robot control method according to claim 4, wherein the fourth teaching point is set on a straight line extending by the distance Lpa from the second teaching point.
  6. 前記第1教示点から前記第4教示点に向かうパス動作を行わせるために連続移動軌跡を再計算した結果について、前記距離Lpaを再度計算し、
    再計算した距離Lpaと、先に計算した距離Lpaとの差を求め、
    前記差が閾値以上であれば、その差分を再計算した距離Lpaに加算して距離Lpaを更新すると、更新した距離Lpaに基づいて第4教示点を再度設定し、前記パス動作を再実行する請求項5記載のロボットの制御方法。
    The distance Lpa was recalculated with respect to the result of recalculating the continuous movement locus in order to perform the path operation from the first teaching point to the fourth teaching point.
    Find the difference between the recalculated distance Lpa and the previously calculated distance Lpa.
    If the difference is equal to or greater than the threshold value, the difference is added to the recalculated distance Lpa to update the distance Lpa, the fourth teaching point is set again based on the updated distance Lpa, and the path operation is re-executed. The robot control method according to claim 5.
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