JP2734258B2 - ロボットの軌跡補正装置 - Google Patents
ロボットの軌跡補正装置Info
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- JP2734258B2 JP2734258B2 JP3304430A JP30443091A JP2734258B2 JP 2734258 B2 JP2734258 B2 JP 2734258B2 JP 3304430 A JP3304430 A JP 3304430A JP 30443091 A JP30443091 A JP 30443091A JP 2734258 B2 JP2734258 B2 JP 2734258B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接や切断等における
ロボットの教示された最終作用点の軌跡と、加工誤差な
どによって発生する実際の作業対象物の作業軌跡とのず
れを補正するための、ロボットの軌跡補正装置に関す
る。
ロボットの教示された最終作用点の軌跡と、加工誤差な
どによって発生する実際の作業対象物の作業軌跡とのず
れを補正するための、ロボットの軌跡補正装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットの軌跡補正装置について
図面を参照して説明する。図４にロボットに取り付けら
れた従来のロボットの軌跡補正装置を示している。図４
において、１は溶接トーチ等の最終作用器、２は最終作
用点、３は最終作用点２のずれを検出するセンサ、４は
センサ３の検出点、５はロボットアームの先端部であ
る。
図面を参照して説明する。図４にロボットに取り付けら
れた従来のロボットの軌跡補正装置を示している。図４
において、１は溶接トーチ等の最終作用器、２は最終作
用点、３は最終作用点２のずれを検出するセンサ、４は
センサ３の検出点、５はロボットアームの先端部であ
る。
【０００３】ロボットの軌跡補正を行なうために用いら
れる軌跡ずれを検出するためのセンサ３は、そのセンサ
３の検出点４が図４に示すように、最終作用点２に対し
進行方向に向かって先行するように設けられている。こ
のセンサ３は最終作用器１とともにロボットアームの先
端部５に固定して取り付けられている。このため、作業
内容によってはセンサの取付部を操作し検出点の位置を
人手によって変更しなければならなかった。
れる軌跡ずれを検出するためのセンサ３は、そのセンサ
３の検出点４が図４に示すように、最終作用点２に対し
進行方向に向かって先行するように設けられている。こ
のセンサ３は最終作用器１とともにロボットアームの先
端部５に固定して取り付けられている。このため、作業
内容によってはセンサの取付部を操作し検出点の位置を
人手によって変更しなければならなかった。
【０００４】また上記とは別に、センサ３を移動させる
ための回転軸を設け、検出点４を常に進行方向に先行さ
せるように、教示によってまたは軌跡演算によって移動
させる構成も用いられていた。しかし、いずれの場合
も、検出点４と最終作用点２の間の距離は変わることな
く常に一定であった。
ための回転軸を設け、検出点４を常に進行方向に先行さ
せるように、教示によってまたは軌跡演算によって移動
させる構成も用いられていた。しかし、いずれの場合
も、検出点４と最終作用点２の間の距離は変わることな
く常に一定であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成で、センサ３の検出点４と最終作用点２の間の
距離が一定に固定されている場合、軌跡補正のための演
算に要する時間や指令に対する最終作用点２の動作の遅
れ等の遅延時間が存在するため、ロボットの軌跡を補正
するとき、軌跡ずれを検出した位置と最終作用点が実際
に補正される位置とを一致させることができなかった。
これによって発生する誤差が大きくなると軌跡の補正が
正常に行なわれなくなり、実用上の問題となっていた。
特に最終作用点の移動速度が大きくなるにつれて誤差が
大きくなり、軌跡の補正能力が低下していた。この軌跡
の補正能力の低下を避けるために、ロボットの移動速度
を制限して運転を行なっていたため、作業時間が増大す
るという問題があった。
うな構成で、センサ３の検出点４と最終作用点２の間の
距離が一定に固定されている場合、軌跡補正のための演
算に要する時間や指令に対する最終作用点２の動作の遅
れ等の遅延時間が存在するため、ロボットの軌跡を補正
するとき、軌跡ずれを検出した位置と最終作用点が実際
に補正される位置とを一致させることができなかった。
これによって発生する誤差が大きくなると軌跡の補正が
正常に行なわれなくなり、実用上の問題となっていた。
特に最終作用点の移動速度が大きくなるにつれて誤差が
大きくなり、軌跡の補正能力が低下していた。この軌跡
の補正能力の低下を避けるために、ロボットの移動速度
を制限して運転を行なっていたため、作業時間が増大す
るという問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するもので、ロ
ボットの運転速度の影響を受けない高い軌跡補正の精度
を有するロボットの軌跡補正装置を提供することを目的
とする。
ボットの運転速度の影響を受けない高い軌跡補正の精度
を有するロボットの軌跡補正装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のロボットの軌跡補正装置は、教示した内容を
記憶し記憶した教示内容に従ってロボットを動作させる
制御装置と、複数の動作軸を備えたロボットと、視覚セ
ンサのカメラやレーザや超音波によって距離を測定する
センサ等によって軌跡ずれの検出を行なう検出手段と、
その検出手段からの情報に従ってロボットの最終作用点
の軌跡を補正する指令を計算して出力する補正手段と、
検出手段の検出点をロボットの最終作用点が描く軌跡上
のロボットの最終作用点より前方に置き検出手段からの
情報をもとに補正手段がロボットの軌跡を補正する指令
を計算する時間と補正手段から補正指令が出力されてか
ら最終作用点の位置が補正指令が出力された位置に移動
するまでの時間との和である遅延時間後に最終作用点が
教示された速度で前記検出点に到達する距離だけ最終作
用点より先行して検出手段を移動させる移動手段とを備
えたものである。
に本発明のロボットの軌跡補正装置は、教示した内容を
記憶し記憶した教示内容に従ってロボットを動作させる
制御装置と、複数の動作軸を備えたロボットと、視覚セ
ンサのカメラやレーザや超音波によって距離を測定する
センサ等によって軌跡ずれの検出を行なう検出手段と、
その検出手段からの情報に従ってロボットの最終作用点
の軌跡を補正する指令を計算して出力する補正手段と、
検出手段の検出点をロボットの最終作用点が描く軌跡上
のロボットの最終作用点より前方に置き検出手段からの
情報をもとに補正手段がロボットの軌跡を補正する指令
を計算する時間と補正手段から補正指令が出力されてか
ら最終作用点の位置が補正指令が出力された位置に移動
するまでの時間との和である遅延時間後に最終作用点が
教示された速度で前記検出点に到達する距離だけ最終作
用点より先行して検出手段を移動させる移動手段とを備
えたものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記構成により、軌跡ずれの検出を行
なう検出手段の検出点をロボットの最終作用点が描く軌
跡上のロボットの最終作用点より前方に置き、検出手段
からの情報をもとに、補正手段がロボット最終作用点の
軌跡を補正する指令を計算する時間と、補正手段から補
正指令が出力されてから最終作用点の位置が補正指令が
出力された位置に移動するまでの時間との和である遅延
時間後に、最終作用点が教示された速度で前記検出点に
到達する距離だけ最終作用点より先行して検出手段を移
動させるので、検出手段が軌跡ずれ情報を検出した地点
と最終作用点の位置ずれの補正を行う地点が一致し、検
出手段から出力された補正データによって最終作用点の
位置を補正したとき誤差を生じることがなく、また教示
された最終作用点の速度をもとに計算が行われるので、
最終作用点の速度によって補正の精度が影響を受けるこ
とがなく、したがってロボットの運転速度を意識的に小
さくする必要がなく、作業時間の増大を招くことがな
い。
なう検出手段の検出点をロボットの最終作用点が描く軌
跡上のロボットの最終作用点より前方に置き、検出手段
からの情報をもとに、補正手段がロボット最終作用点の
軌跡を補正する指令を計算する時間と、補正手段から補
正指令が出力されてから最終作用点の位置が補正指令が
出力された位置に移動するまでの時間との和である遅延
時間後に、最終作用点が教示された速度で前記検出点に
到達する距離だけ最終作用点より先行して検出手段を移
動させるので、検出手段が軌跡ずれ情報を検出した地点
と最終作用点の位置ずれの補正を行う地点が一致し、検
出手段から出力された補正データによって最終作用点の
位置を補正したとき誤差を生じることがなく、また教示
された最終作用点の速度をもとに計算が行われるので、
最終作用点の速度によって補正の精度が影響を受けるこ
とがなく、したがってロボットの運転速度を意識的に小
さくする必要がなく、作業時間の増大を招くことがな
い。
【０００９】
【実施例】本発明のロボットの軌跡補正装置の一実施例
について、以下図面を用いて説明する。図１は本発明の
軌跡補正装置を取り付けたロボットの全体構成図、図２
は本発明のロボットの軌跡補正装置の一実施例の制御系
の構成図、図３は同軌跡補正装置の要部の機械的構成図
である。
について、以下図面を用いて説明する。図１は本発明の
軌跡補正装置を取り付けたロボットの全体構成図、図２
は本発明のロボットの軌跡補正装置の一実施例の制御系
の構成図、図３は同軌跡補正装置の要部の機械的構成図
である。
【００１０】図１〜図３において図４と同じ部分につい
ては同じ符号を付して、説明を省略し異なる部分につい
て説明する。図１において、６はロボット本体、７は制
御装置、８は補正手段、９はセンサ３の移動手段すなわ
ち検出点を移動させる移動手段である。図２において、
センサ３、ロボット本体６およびセンサ３の移動手段９
を除く部分はロボットの軌跡補正に関する制御部で、１
０はメモリ、１１，１３は位置制御装置、１２，１４は
サーボアンプ、１５はセンサインターフェイス、１６は
ＣＰＵである。さらに、図３において、１７は第１のモ
ータ、１８は第１の腕、１９は第２のモータ、２０は第
２の腕、２１は第３のモータである。
ては同じ符号を付して、説明を省略し異なる部分につい
て説明する。図１において、６はロボット本体、７は制
御装置、８は補正手段、９はセンサ３の移動手段すなわ
ち検出点を移動させる移動手段である。図２において、
センサ３、ロボット本体６およびセンサ３の移動手段９
を除く部分はロボットの軌跡補正に関する制御部で、１
０はメモリ、１１，１３は位置制御装置、１２，１４は
サーボアンプ、１５はセンサインターフェイス、１６は
ＣＰＵである。さらに、図３において、１７は第１のモ
ータ、１８は第１の腕、１９は第２のモータ、２０は第
２の腕、２１は第３のモータである。
【００１１】以上のように構成された本発明のロボット
の軌跡補正装置について、図１〜図３を参照してその動
作を説明する。
の軌跡補正装置について、図１〜図３を参照してその動
作を説明する。
【００１２】まずロボットの制御装置７は内部のＣＰＵ
１６がメモリ１０に記憶された手順に従ってロボット本
体６に取り付けられた最終作用点２が描く軌跡を演算
し、その演算結果に従ってロボット本体６の各軸の動作
角度と動作速度を位置制御装置１１に出力し、サーボア
ンプ１２によってロボット本体６の各軸のサーボモータ
を制御する。
１６がメモリ１０に記憶された手順に従ってロボット本
体６に取り付けられた最終作用点２が描く軌跡を演算
し、その演算結果に従ってロボット本体６の各軸の動作
角度と動作速度を位置制御装置１１に出力し、サーボア
ンプ１２によってロボット本体６の各軸のサーボモータ
を制御する。
【００１３】この演算において、最終作用点２の移動速
度はあらかじめ教示された値として与えられる。遅延時
間はセンサ３からの情報により補正手段８がロボットの
最終作用点２の軌跡を補正する指令を演算する時間と、
補正指令が出力されてからロボットの最終作用点２が指
令された位置へ移動するまでの時間の和として求めるこ
とができる。このように最終作用点２の移動速度と遅延
時間は既知となるので、これをもとに最終作用点２と検
出点４の距離が求められる。したがって、最終作用点２
が描く軌跡上を、ロボット本体６の現在位置から上記の
ようにして求められた距離だけ最終作用点２より先行し
て検出点４を移動させることができる。すなわちロボッ
トの最終作用点２が上記遅延時間後に到達するあらかじ
め教示された軌跡上の位置を、センサ３の検出点４が常
に通過するように制御される。
度はあらかじめ教示された値として与えられる。遅延時
間はセンサ３からの情報により補正手段８がロボットの
最終作用点２の軌跡を補正する指令を演算する時間と、
補正指令が出力されてからロボットの最終作用点２が指
令された位置へ移動するまでの時間の和として求めるこ
とができる。このように最終作用点２の移動速度と遅延
時間は既知となるので、これをもとに最終作用点２と検
出点４の距離が求められる。したがって、最終作用点２
が描く軌跡上を、ロボット本体６の現在位置から上記の
ようにして求められた距離だけ最終作用点２より先行し
て検出点４を移動させることができる。すなわちロボッ
トの最終作用点２が上記遅延時間後に到達するあらかじ
め教示された軌跡上の位置を、センサ３の検出点４が常
に通過するように制御される。
【００１４】具体的には、ＣＰＵ１６がメモリ１０に記
憶された手順に従って、最終作用点２と検出点４間の必
要な距離を求め、その距離の数値から検出点４の位置を
求める。次に検出点４をその位置に移動させるために、
移動手段９を駆動するモータの必要な回転角度を計算
し、移動手段９の位置制御装置１１に出力しサーボアン
プ１２によって移動手段９のモータを駆動する。
憶された手順に従って、最終作用点２と検出点４間の必
要な距離を求め、その距離の数値から検出点４の位置を
求める。次に検出点４をその位置に移動させるために、
移動手段９を駆動するモータの必要な回転角度を計算
し、移動手段９の位置制御装置１１に出力しサーボアン
プ１２によって移動手段９のモータを駆動する。
【００１５】このようにして、最終作用点２が描くあら
かじめ教示された軌跡上を演算によって求められた距離
の間隔を保って、センサ３の検出点４が常に先行して移
動しながら、実際の作業対象物の作業軌跡とのずれを検
出する。教示された軌跡と実際の作業対象物の作業軌跡
とのずれ量はセンサ３から出力され、センサインタフェ
ース１５を経由してＣＰＵ１６に入力され、ＣＰＵ１６
によって計算される。補正手段８はＣＰＵ１６によって
計算されたずれ量を補正するために、ロボットの最終作
用点２があらかじめ教示された軌跡を通過するために必
要な、ロボット本体６の各軸のサーボモータの回転角度
に、実際の作業対象物の作業軌跡とのずれ量を補正する
ために必要な各軸のサーボモータの回転角度を加え、ロ
ボット本体６の位置制御装置１３に出力し、サーボアン
プ１４を介してサーボモータを駆動しロボット本体６を
移動させることにより軌跡のずれの補正が行われる。
かじめ教示された軌跡上を演算によって求められた距離
の間隔を保って、センサ３の検出点４が常に先行して移
動しながら、実際の作業対象物の作業軌跡とのずれを検
出する。教示された軌跡と実際の作業対象物の作業軌跡
とのずれ量はセンサ３から出力され、センサインタフェ
ース１５を経由してＣＰＵ１６に入力され、ＣＰＵ１６
によって計算される。補正手段８はＣＰＵ１６によって
計算されたずれ量を補正するために、ロボットの最終作
用点２があらかじめ教示された軌跡を通過するために必
要な、ロボット本体６の各軸のサーボモータの回転角度
に、実際の作業対象物の作業軌跡とのずれ量を補正する
ために必要な各軸のサーボモータの回転角度を加え、ロ
ボット本体６の位置制御装置１３に出力し、サーボアン
プ１４を介してサーボモータを駆動しロボット本体６を
移動させることにより軌跡のずれの補正が行われる。
【００１６】図３は本発明のロボットの軌跡補正装置の
一実施例の要部の機械的構成図で、具体的にはセンサ３
の移動手段９の一実施例を示す。図３において、検出手
段としてレーザスキャン型のセンサ３を用い、移動手段
９としてロボットアームの先端部５にスカラー形のロボ
ットを取り付けた構造を採用している。このスカラー形
ロボットにおいて、第１のモータ１７が第１の腕１８を
動作させ、第２のモータ１９が第２の腕２０を動作させ
ることにより、検出点４をＸＹ平面内の任意の位置に移
動させることができる。第３のモータ２１はレーザのス
キャンがセンサ３の進行方向と直角方向になされるよう
にセンサ３を回転させる。
一実施例の要部の機械的構成図で、具体的にはセンサ３
の移動手段９の一実施例を示す。図３において、検出手
段としてレーザスキャン型のセンサ３を用い、移動手段
９としてロボットアームの先端部５にスカラー形のロボ
ットを取り付けた構造を採用している。このスカラー形
ロボットにおいて、第１のモータ１７が第１の腕１８を
動作させ、第２のモータ１９が第２の腕２０を動作させ
ることにより、検出点４をＸＹ平面内の任意の位置に移
動させることができる。第３のモータ２１はレーザのス
キャンがセンサ３の進行方向と直角方向になされるよう
にセンサ３を回転させる。
【００１７】図３に示した実施例では検出点４はＸＹ平
面内を移動する移動手段９を示したが、スカラー形のロ
ボットにセンサ３を上下に移動させる手段を付加すれ
ば、検出点４を３次元に移動させることもできる。
面内を移動する移動手段９を示したが、スカラー形のロ
ボットにセンサ３を上下に移動させる手段を付加すれ
ば、検出点４を３次元に移動させることもできる。
【００１８】なお、センサ３を移動させる移動手段９
は、上記実施例ではロボットアームの先端部５に取り付
けたが、作業対象によっては必ずしもその必要はなく、
ロボットの最終作用点２で軌跡補正を行いながら作業を
行う領域がセンサ３によって検出可能であって、検出点
４が実際の作業対象物の作業軌跡を追跡できればロボッ
ト本体６のどの部位に取り付けてもよく、またロボット
本体６以外の部位に設けてもよい。
は、上記実施例ではロボットアームの先端部５に取り付
けたが、作業対象によっては必ずしもその必要はなく、
ロボットの最終作用点２で軌跡補正を行いながら作業を
行う領域がセンサ３によって検出可能であって、検出点
４が実際の作業対象物の作業軌跡を追跡できればロボッ
ト本体６のどの部位に取り付けてもよく、またロボット
本体６以外の部位に設けてもよい。
【００１９】以上説明した構成により、最終作用点２が
教示された速度で検出点４に到達する距離だけセンサ３
を最終作用点２より先行して移動させるので、ロボット
本体６の運転速度を犠牲にすることなく、センサ３から
出力された補正指令によって最終作用点２の軌跡を常に
正しく補正することができる。
教示された速度で検出点４に到達する距離だけセンサ３
を最終作用点２より先行して移動させるので、ロボット
本体６の運転速度を犠牲にすることなく、センサ３から
出力された補正指令によって最終作用点２の軌跡を常に
正しく補正することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、検出手段の検出点を軌跡上のロボットの最終作
用点より前方に置き、補正手段がロボット最終作用点の
軌跡を補正する指令を計算する時間と、検出手段から補
正指令が出力されてから最終作用点の位置が補正指令が
出力された位置に移動するまでの時間との和である遅延
時間後に、最終作用点が教示された速度で前記検出点に
到達する距離だけ検出手段を最終作用点より先行して移
動させるので、検出手段が軌跡ずれ情報を検出した地点
と最終作用点の位置ずれの補正を行う地点が一致し、位
置を補正したとき誤差を生じることがなく、また先行す
る検出手段の検出点の位置は、教示された最終作用点の
速度をもとに計算されているので、補正の精度が最終作
用点の速度によって影響を受けることがなく、したがっ
てロボットの運転速度を意識的に小さくする必要がな
く、軌跡精度が高く、かつ作業効率の高いロボットを実
現するロボットの軌跡補正装置を提供することができ
る。
よれば、検出手段の検出点を軌跡上のロボットの最終作
用点より前方に置き、補正手段がロボット最終作用点の
軌跡を補正する指令を計算する時間と、検出手段から補
正指令が出力されてから最終作用点の位置が補正指令が
出力された位置に移動するまでの時間との和である遅延
時間後に、最終作用点が教示された速度で前記検出点に
到達する距離だけ検出手段を最終作用点より先行して移
動させるので、検出手段が軌跡ずれ情報を検出した地点
と最終作用点の位置ずれの補正を行う地点が一致し、位
置を補正したとき誤差を生じることがなく、また先行す
る検出手段の検出点の位置は、教示された最終作用点の
速度をもとに計算されているので、補正の精度が最終作
用点の速度によって影響を受けることがなく、したがっ
てロボットの運転速度を意識的に小さくする必要がな
く、軌跡精度が高く、かつ作業効率の高いロボットを実
現するロボットの軌跡補正装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の軌跡補正装置を取り付けたロボットの
全体構成図
全体構成図
【図２】本発明のロボットの軌跡補正装置の一実施例の
制御系の構成図
制御系の構成図
【図３】同軌跡補正装置の一実施例の要部の正面図
【図４】従来のロボットの軌跡補正装置の正面図
２ 最終作用点 ３ センサ（検出手段） ４ 検出点 ６ ロボット本体 ７ 制御装置 ８ 補正手段 ９ 移動手段
Claims (1)
- 【請求項１】教示した内容を記憶し記憶した教示内容に
従ってロボットを動作させる制御装置と、複数の動作軸
を備えたロボットと、視覚センサのカメラやレーザや超
音波によって距離を測定するセンサ等によって軌跡ずれ
の検出を行なう検出手段と、その検出手段からの情報に
従ってロボットの最終作用点の軌跡を補正する指令を計
算して出力する補正手段と、検出手段の検出点をロボッ
トの最終作用点が描く軌跡上のロボットの最終作用点よ
り前方に置き検出手段からの情報をもとに補正手段がロ
ボットの軌跡を補正する指令を計算する時間と補正手段
から補正指令が出力されてから最終作用点の位置が補正
指令が出力された位置に移動するまでの時間との和であ
る遅延時間後に最終作用点が教示された速度で前記検出
点に到達する距離だけ最終作用点より先行して検出手段
を移動させる移動手段とを備えたロボットの軌跡補正装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3304430A JP2734258B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | ロボットの軌跡補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3304430A JP2734258B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | ロボットの軌跡補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05143124A JPH05143124A (ja) | 1993-06-11 |
| JP2734258B2 true JP2734258B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17932913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3304430A Expired - Lifetime JP2734258B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | ロボットの軌跡補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734258B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024084504A (ja) * | 2022-12-13 | 2024-06-25 | 株式会社ブリヂストン | ロボットハンド |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3304430A patent/JP2734258B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05143124A (ja) | 1993-06-11 |
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