JP6693939B2 - ロボットシステム - Google Patents

ロボットシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6693939B2
JP6693939B2 JP2017239799A JP2017239799A JP6693939B2 JP 6693939 B2 JP6693939 B2 JP 6693939B2 JP 2017239799 A JP2017239799 A JP 2017239799A JP 2017239799 A JP2017239799 A JP 2017239799A JP 6693939 B2 JP6693939 B2 JP 6693939B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
adjustment
parameter
application
adjusting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017239799A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019104097A (ja
Inventor
鈴木 元
鈴木  元
周介 渡邉
周介 渡邉
凱濛 王
凱濛 王
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FANUC Corp
Original Assignee
FANUC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FANUC Corp filed Critical FANUC Corp
Priority to JP2017239799A priority Critical patent/JP6693939B2/ja
Priority to US16/201,550 priority patent/US10994422B2/en
Priority to CN201811480001.5A priority patent/CN109954955B/zh
Priority to DE102018221127.2A priority patent/DE102018221127B4/de
Publication of JP2019104097A publication Critical patent/JP2019104097A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6693939B2 publication Critical patent/JP6693939B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/06Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/007Spot arc welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/24Features related to electrodes
    • B23K9/28Supporting devices for electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/32Accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692Calibration of manipulator
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/40Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40549Acceleration of end effector
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45104Lasrobot, welding robot
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50391Robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

本発明は、処理ツールを用いて処理対象物に所望の処理を施すロボットシステムに関する。
産業用ロボットは種々のアプリケーション(用途)で使用され、産業用ロボットでは、そのアプリケーションに応じて、求められる性能が異なる。例えば、スポット溶接用のロボットでは、溶接打点においては、溶接品質を安定させるために高精度な位置決め性能及び振動を抑制する性能が求められ、溶接打点間のエアカット(無負荷移動)においては、高速な動作性能が求められる。一方、アーク溶接用のロボットでは、動作中も溶接を行うため、高品質な溶接を達成できるような高精度な軌跡を描く性能が求められる。
このようにアプリケーションによって異なる要求性能に対し、ロボットの複数の動作モードを用意し、要求性能に応じて動作モードを選択する手法が知られている。例えば、特許文献1には、高速特化型及び制振特化型等のように予め調整された複数の動作モードを用意し、要求性能に応じて動作モードを変更する手法が記載されている。特許文献1に記載の手法では、動作モードを変更する際、ロボットの動作制御を行うサーボ回路のサーボゲインを調整する。
特許第6008121号公報
一般に、これらの動作モードの調整は、予め製造メーカ側で決められた動作に基づいて行われる。しかし、ユーザ側の実際の現場で使用される動作は、製造メーカ側で決められた動作と異なる。例えば、ロボットの姿勢(アームの角度)又はツールの重量等が異なる。そのため、ユーザ側の実際の現場でロボットの所望の性能が得られるとは限らない。さらに、これら動作モードの調整では、ユーザ側の実際の現場で使用されるアプリケーションを考慮していないため、ユーザ側の実際の現場でのアプリケーション固有の動作に対し、ロボットの性能を十分に発揮できない可能性もある。
本発明は、実際のアプリケーション及び動作におけるロボットの性能低下を抑制するロボットシステムを提供することを目的とする。
(1) 本発明に係るロボットシステム(例えば、後述のスポット溶接用のロボットシステム1A、又は、アーク溶接用のロボットシステム1B)は、処理ツール(例えば、後述のスポット溶接ガンT1、又は、アーク溶接ガンT2)を用いて処理対象物(例えば、後述のワークW)に所望の処理(例えば、後述のスポット溶接、又は、アーク溶接)を施すロボットシステムであって、前記処理ツール又は前記処理対象物を保持するアーム先端部(例えば、後述のアーム先端部12)を有するロボット(例えば、後述のスポット溶接用のロボット10A、又は、アーク溶接用のロボット10B)と、アーム先端部の位置を検出する位置検出器(例えば、後述のエンコーダ16)と、位置指令と前記位置検出器で検出された位置フィードバックとに基づいて前記ロボットの動作制御を行うことにより、前記処理ツールと前記処理対象物との相対位置を制御するロボット制御装置(例えば、後述のロボット制御装置20)とを備え、前記ロボット制御装置は、前記ロボットの動作制御のための動作パラメータの調整時、前記ロボットのアプリケーション及び前記ロボットの動作領域を取得し、前記動作パラメータの調整のための調整動作であって、取得した前記アプリケーション及び前記動作領域に応じた前記調整動作を自動で作成する調整動作作成部(例えば、後述の調整動作作成部22)と、前記調整動作作成部で作成された前記調整動作の実行中に、前記アプリケーションで要求される要求性能を満たすように、前記動作パラメータを自動で調整するパラメータ調整部(例えば、後述のパラメータ調整部23)とを備える。
(2) (1)に記載のロボットシステムにおいて、前記アプリケーション及び前記動作領域と、前記調整動作及び前記要求性能とが関連づけられた情報を予め記憶する記憶部(例えば、後述の記憶部24)を更に備え、前記調整動作作成部は、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、取得した前記アプリケーション及び前記動作領域に対応した前記調整動作を決定し、前記パラメータ調整部は、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、取得した前記アプリケーションに対応した前記要求性能を決定してもよい。
(3) (1)又は(2)に記載のロボットシステムにおいて、前記動作パラメータは、サーボゲイン及び加減速時定数のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
(4) (1)から(3)のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記要求性能は、動作速度、位置決め精度、及び、軌跡精度のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
(5) (1)から(3)のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記アーム先端部に設けられ、前記アーム先端部の振動を検出する加速度センサ(例えば、後述の加速度センサ18)を更に備え、ロボット制御装置は、前記位置指令と、前記位置フィードバックと、前記加速度センサで検出された振動とに基づいて前記ロボットの動作制御を行い、前記要求性能は、動作速度、位置決め精度、及び、振動抑制精度のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
(6) (1)から(5)のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記調整動作作成部は、予め作成されたCADデータから前記動作領域を取得してもよい。
本発明によれば、実際のアプリケーション及び動作におけるロボットの性能低下を抑制するロボットシステムを提供することができる。
本実施形態に係るロボットシステム(スポット溶接用途)の構成を示す図である。 本実施形態に係る他のロボットシステム(アーク溶接用途)の構成を示す図である。 図1A及び図1Bに示すロボット制御装置であって、本実施形態に係るロボット制御装置の主要な構成を示す図である。 本実施形態に係るロボットシステムにおけるロボット制御装置による動作パラメータの調整動作のフローチャートである。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
(ロボットシステム)
本実施形態に係るロボットシステムは、種々のアプリケーション(用途)で使用される。図1Aは、本実施形態に係るロボットシステムであって、スポット溶接用途に使用されるロボットシステムの構成を示す図である。図1Bは、本実施形態に係るロボットシステムであって、アーク溶接用途に使用されるロボットシステムの構成を示す図である。
図1Aに示すロボットシステム1Aは、ロボット10Aを用いてツール(スポット溶接ガン)T1とワークWとを相対移動させて、ツールT1を用いてワークWにスポット溶接を施す。
図1Bに示すロボットシステム1Bは、ロボット10Bを用いてツール(アーク溶接ガン)T2とワークWとを相対移動させて、ツールT2を用いてワークWにアーク溶接を施す。
図1Aに示すロボットシステム1Aは、ロボット10Aと、ツール(スポット溶接ガン)T1と、ロボット制御装置20と、教示操作盤30とを備える。
図1Bに示すロボットシステム1Bは、ロボット10Bと、ツール(アーク溶接ガン)T2と、ロボット制御装置20と、教示操作盤30とを備える。
ロボット10A,10Bは、6軸垂直多関節型又は4軸垂直多関節型等の多関節型ロボットである。ロボット10A,10Bのアーム先端部12には、ツールT1,T2が取り付けられている。
ロボット10A,10Bは、複数の駆動軸をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ14を内蔵する(図1A及び図1Bでは、便宜上1つのサーボモータのみを図示)。サーボモータ14はロボット制御装置20により駆動制御され、サーボモータ14の駆動制御によりロボット10A,10B及びツールT1,T2の位置及び姿勢が制御される。
ツール(スポット溶接ガン)T1は、スポット溶接のための電極を有する。ツールT1は、ロボット制御装置20の制御により、ワークWのスポット溶接を行う。
ツール(アーク溶接ガン)T2は、アーク溶接のための電極を有する。ツールT2は、ロボット制御装置20の制御により、ワークWのアーク溶接を行う。
各サーボモータ14にはエンコーダ16が設けられている。エンコーダ16は、サーボモータ14の軸回りの回転角度を検出することにより、ロボット10A,10Bのアーム先端部12の位置、すなわちツールT1,T2の位置を検出する。検出された位置は位置フィードバックとして利用される。
なお、図1Aに示すように、ツールT1、すなわちロボット10Aのアーム先端部12には、加速度センサ18が設けられていてもよい。加速度センサ18は、ツールT1の振動、すなわちアーム先端部12の振動を検出する。
ロボット制御装置20は、ロボット10A,10Bの動作制御のための動作パラメータ及び教示データ等を格納している。
動作パラメータは、加減速動作の加減速の時定数、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等を含む。
教示データは、図1Aに示すスポット溶接用のロボット10Aの場合、ワークWを多数の溶接箇所でスポット溶接するときのロボット10A及びツールT1の位置及び姿勢である溶接打点データを含む。一方、図1Bに示すアーク溶接用のロボット10Bの場合、教示データは、ワークWを円弧又は直線等の軌跡でアーク溶接するときのロボット10B及びツールT2の位置及び姿勢である軌跡データを含む。
ロボット制御装置20は、これらの動作パラメータ及び教示データに基づいて、ロボット10A,10Bの動作制御のための動作プログラムを作成する。
ロボット制御装置20は、この動作プログラムに基づく位置指令及びエンコーダ16からの位置フィードバックに基づいてロボット10A,10Bの動作制御を行うことにより、ロボット10A,10Bの位置及び姿勢及びツールT1,T2の位置及び姿勢を制御し、ツールT1,T2とワークWとの相対位置を制御する。ロボット制御装置20の詳細は後述する。
教示操作盤30は、操作者が動作パラメータ、教示データ、及び後述するロボット10A,10Bのアプリケーション及び動作領域等を入力するための操作盤である。
(ロボット制御装置)
図2は、本実施形態に係るロボット制御装置20の主要な構成を示す図である。図2に示すロボット制御装置20は、サーボ制御部21と、調整動作作成部22と、パラメータ調整部23と、記憶部24とを備える。
サーボ制御部21は、記憶部24に格納された動作プログラムに基づく位置指令とエンコーダ16からの位置フィードバック(位置FB)との位置偏差に基づいて、ロボット10A,10Bのサーボモータ14を駆動制御するための駆動電流を生成し、ロボット10A,10Bの動作制御を行う。
ここで、上述したように、動作プログラムは動作パラメータ及び教示データに基づいて作成されるが、ロボットシステム1A,1Bを導入する際、これらの動作パラメータを調整する必要がある。一般に、動作パラメータの調整は、予め製造メーカ側で決められた動作に基づいて行われる。しかし、ユーザ側の実際の現場で使用される動作は、製造メーカ側で決められた動作と異なる。例えば、ロボット10A,10Bの姿勢又はツールT1,T2の重量等が異なる。そのため、ユーザ側の実際の現場でロボット10A,10Bの所望の性能が得られるとは限らない。
そこで、本実施形態では、ユーザ側の実際の現場で使用される動作に基づいて、動作パラメータの調整を行うことができるロボットシステムを提供する。
調整動作作成部22は、動作パラメータの調整時に、操作者により教示操作盤30を介して入力されたロボット10A,10Bのアプリケーションとロボット10A,10Bの動作領域を取得し、取得したアプリケーション及び動作領域に応じた調整動作を自動で作成する。
アプリケーションとは、例えばスポット溶接又はアーク溶接等の用途に関する情報である。
動作領域とは、実際の加工(所望の処理)時のロボット10A,10Bの動作領域に関する情報である。換言すれば、動作領域は、実際の加工時のロボット10A,10Bの姿勢に関する情報である。なお、動作領域は、予め作成されたCADデータから読み込まれた情報であってもよい。
調整動作とは、動作パラメータを調整する際に実行される動作である。例えばスポット溶接では、調整動作は、スポット溶接用のロボット10Aにおける代表的な動作である短ピッチのスポット動作であればよい。一方、例えばアーク溶接では、調整動作は、アーク溶接用のロボット10Bにおける代表的な動作である円弧動作又は直線動作である。
例えば、調整動作作成部22は、記憶部24に予め記憶された、アプリケーション及び動作領域と調整動作とが関連づけられたテーブルに基づいて、取得したアプリケーション及び動作領域に対応した調整動作を決定してもよい。
パラメータ調整部23は、サーボ制御部21による調整動作の実行中に、アプリケーションで要求される要求性能を満たすように、ロボットの動作パラメータを自動で調整する。このとき、パラメータ調整部23は、記憶部24に予め記憶された、アプリケーションと要求性能とが関連づけられたテーブルに基づいて、取得されたアプリケーションに対応した要求性能を決定してもよい。
例えばスポット溶接用のロボット10Aでは、溶接打点間においては、高速な動作速度性能が求められ、溶接打点においては、溶接品質を安定させるために高い位置決め精度性能及び振動抑制精度性能が求められる。そのため、パラメータ調整部23は、加減速動作の加減速の時定数、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを総合的に調整する。
具体的には、パラメータ調整部23は、溶接打点間において、サイクルタイムを短縮するように、加減速動作の加減速の時定数等の動作パラメータを調整する。
また、パラメータ調整部23は、溶接打点において、位置指令と位置フィードバックとの位置偏差を低減するように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを調整する。また、パラメータ調整部23は、位置決め精度を高めるために、溶接打点間における減速動作の減速の時定数等の動作パラメータを調整してもよい。
また、パラメータ調整部23は、溶接打点において、加速度センサ18で検出されたツールT1の振動、すなわちロボット10Aのアーム先端部12の振動に基づいて、振動が小さくなるように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)、減速動作の減速の時定数等の動作パラメータを調整する。
これにより、実際の加工時のロボット10Aの動作領域、すなわち実際の加工時のロボット10Aの姿勢、及びツールT1の重量等に対応した動作パラメータが得られる。
一方、例えばアーク溶接用のロボット10Bでは、動作中も溶接を行うため、溶接品質を安定させるために高い軌跡精度性能が求められる。そのため、パラメータ調整部23は、加減速動作の加減速の時定数、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを総合的に調整する。
具体的には、パラメータ調整部23は、位置指令と位置フィードバックとの位置偏差を低減するように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを調整する。また、パラメータ調整部23は、軌跡制御の精度を高めるために、加減速動作の加減速の時定数等の動作パラメータを調整してもよい。
これにより、実際の加工時のロボット10Bの動作領域、すなわち実際の加工時のロボット10Bの姿勢、及びツールT2の重量等に対応した動作パラメータが得られる。
パラメータ調整部23は、調整した動作パラメータを記憶部24に保存する。例えば、パラメータ調整部23は、記憶部24に記憶されている動作パラメータを、調整した動作パラメータに更新する。
記憶部24は、アプリケーション及び動作領域と、調整動作及び要求性能とが関連づけられたテーブルを記憶する。また、記憶部24は、パラメータ調整部23で調整された最新の動作パラメータを記憶する。また、記憶部24は、動作プログラム及び教示データ等を記憶する。記憶部24は、例えばEEPROM等の書き換え可能なメモリである。
ロボット制御装置20(記憶部24を除く)は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)等の演算プロセッサで構成される。ロボット制御装置20(記憶部24を除く)の各種機能は、例えば記憶部24に格納された所定のソフトウェア(プログラム、アプリケーション)を実行することで実現される。ロボット制御装置20(記憶部24を除く)の各種機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア(電子回路)のみで実現されてもよい。
次に、図3を参照して、本実施形態に係るロボットシステム1A,1Bにおけるロボット制御装置20による動作パラメータの調整動作について説明する。図3は、本実施形態に係るロボットシステム1A,1Bにおけるロボット制御装置20による動作パラメータの調整動作のフローチャートである。
まず、製造メーカ側から出荷され、ユーザ側の実際の現場に設置されたときに、操作者は、教示操作盤を介して、スポット溶接用途又はアーク溶接用途等のアプリケーションに対応した動作パラメータの初期値(調整前)及び教示データ等を入力する。また、操作者は、ロボット10A,10Bのアプリケーション、及び実際の加工時のロボット10A,10Bの動作領域を入力する。
(スポット溶接用のロボットシステム1Aの場合)
例えばスポット溶接用のロボットシステム1Aの場合、調整動作作成部22は、ロボット10Aのアプリケーション、及び実際の加工時のロボット10Aの動作領域を取得する(S1)。調整動作作成部22は、記憶部24に予め記憶された、アプリケーション及び動作領域と調整動作とが関連づけられたテーブルに基づいて、取得したアプリケーションと動作領域とに対応した調整動作を自動で作成する(S2)。例えば調整動作作成部22は、調整動作として、スポット溶接用のロボット10Aにおける代表的な動作である短ピッチのスポット動作を作成する。
次に、サーボ制御部21は、調整動作作成部22で作成された調整動作に基づく位置指令と位置フィードバックとの位置偏差に基づいて、ロボット10Aの調整動作を実行する。このとき、パラメータ調整部23は、加減速動作の加減速の時定数、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを総合的に調整する(S3)。
具体的には、パラメータ調整部23は、溶接打点間において、サイクルタイムを短縮するように、加減速動作の加減速の時定数等の動作パラメータを調整する。
また、パラメータ調整部23は、溶接打点において、位置指令と位置フィードバックとの位置偏差を低減するように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを調整する。また、パラメータ調整部23は、位置決め精度を高めるために、溶接打点間における減速動作の減速の時定数等の動作パラメータを調整してもよい。
また、パラメータ調整部23は、溶接打点において、加速度センサ18で検出されたツールT1の振動、すなわちロボット10Aのアーム先端部12の振動に基づいて、振動が小さくなるように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)、減速動作の減速の時定数等の動作パラメータを調整する。
これにより、実際の加工時のロボット10Aの動作領域、すなわち実際の加工時のロボット10Aの姿勢、及びツールT1の重量等に対応した動作パラメータが得られる。
パラメータ調整部23は、調整した動作パラメータを記憶部24に保存する(S4)。例えば、パラメータ調整部23は、記憶部24に記憶されている動作パラメータを、調整した動作パラメータに更新する。
(アーク溶接用のロボットシステム1Bの場合)
例えばアーク溶接用のロボットシステム1Bの場合、調整動作作成部22は、ロボット10Bのアプリケーション、及び実際の加工時のロボット10Bの動作領域を取得する(S1)。調整動作作成部22は、記憶部24に予め記憶された、アプリケーション及び動作領域と調整動作とが関連づけられたテーブルに基づいて、取得したアプリケーションと動作領域とに対応した調整動作を自動で作成する(S2)。例えば、調整動作作成部22は、調整動作として、アーク溶接用のロボット10Bにおいて代表的な動作である円弧動作又は直線動作を作成する。
次に、サーボ制御部21は、調整動作作成部22で作成された調整動作に基づく位置指令と位置フィードバックとの位置偏差に基づいて、ロボット10Bの調整動作を実行する。このとき、パラメータ調整部23は、加減速動作の加減速の時定数、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを総合的に調整する(S3)。
具体的には、パラメータ調整部23は、位置指令と位置フィードバックとの位置偏差を低減するように、サーボゲイン(例えば、ポテンシャルゲイン)等の動作パラメータを調整する。また、パラメータ調整部23は、軌跡制御の精度を高めるために、加減速動作の加減速の時定数等の動作パラメータを調整してもよい。
これにより、実際の加工時のロボット10Bの動作領域、すなわち実際の加工時のロボット10Bの姿勢、及びツールT2の重量等に対応した動作パラメータが得られる。
パラメータ調整部23は、調整した動作パラメータを記憶部24に保存する(S4)。例えば、パラメータ調整部23は、記憶部24に記憶されている動作パラメータを、調整した動作パラメータに更新する。
以上説明したように、本実施形態のロボットシステム1A,1Bによれば、ロボット10A,10Bのアプリケーション(用途)及び動作領域が入力されると、調整動作作成部22は、アプリケーション及び動作領域に応じた調整動作を自動で作成し、この調整動作の実行中に、パラメータ調整部23は、アプリケーションで要求される要求性能を満たすように、動作パラメータを自動で調整する。これにより、ユーザ側の実際の現場において、実際のアプリケーション(用途)と、実際の動作領域、すなわち実際のロボット10A,10Bの姿勢、ツールの重量等に対応した動作パラメータの調整を行うことができる。そのため、ユーザ側の実際の現場でのアプリケーション及び動作におけるロボット10A,10Bの性能低下を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、ワークWを固定設置し、ツールT1,T2をロボット10A,10Bのアーム先端部12に取り付けることにより、ワークWに対してツールT1,T2を相対移動させるロボットシステム1A,1Bを例示した。しかし、本発明の特徴は、これに限定されず、ツールを固定設置し、ワークをロボットのアーム先端部に保持することにより、ワークに対してツールを相対移動させるロボットシステムにも適用可能である。
また、上述した実施形態では、スポット溶接用のロボットシステム1A及びアーク溶接用のロボットシステム1Bを例示した。しかし、本発明の特徴は、これに限定されず、ツールを用いて処理対象物に所望の処理を施す種々のロボットシステムにおけるロボット制御に適用可能である。例えば、スポット溶接用のロボットシステム1Aのような高速な動作性能及び高精度な位置決め性能重視型のロボットシステムとしては、プレス間ハンドリング用のロボットシステム等が挙げられる。また、アーク溶接用のロボットシステム1Bのような高精度な軌跡制御性能重視型のロボットシステムとしては、シーリング用のロボットシステム等が挙げられる。
また、上述した実施形態では、ツールT1,T2の位置、すなわちロボット10A,10Bのアーム先端部12の位置を検出する位置検出器としてエンコーダ16を例示した。しかし、位置検出器はこれに限定されず、例えばツールT1,T2、すなわちロボット10A,10Bのアーム先端部12に設けられた位置センサであってもよい。この場合、この位置センサで検出された位置が位置フィードバックとして利用される。
1A スポット溶接用のロボットシステム
1B アーク溶接用のロボットシステム
10A スポット溶接用のロボット
10B アーク溶接用のロボット
12 アーム先端部
14 サーボモータ
16 エンコーダ(位置検出器)
18 加速度センサ
20 ロボット制御装置
21 サーボ制御部
22 調整動作作成部
23 パラメータ調整部
24 記憶部
30 教示操作盤
T1 スポット溶接ガン(処理ツール)
T2 アーク溶接ガン(処理ツール)
W ワーク(処理対象物)

Claims (5)

  1. 処理ツールを用いて処理対象物に所望の処理を施すロボットシステムであって、
    前記処理ツール又は前記処理対象物を保持するアーム先端部を有するロボットと、
    前記アーム先端部の位置を検出する位置検出器と、
    位置指令と前記位置検出器で検出された位置フィードバックとに基づいて前記ロボットの動作制御を行うことにより、前記処理ツールと前記処理対象物との相対位置を制御するロボット制御装置と、
    を備え、
    前記ロボット制御装置は、前記ロボットの動作制御のための動作パラメータの調整時、
    前記ロボットのアプリケーション及び前記ロボットの動作領域を取得し、前記動作パラメータの調整のための調整動作であって、取得した前記アプリケーション及び前記動作領域に応じた前記調整動作を自動で作成する調整動作作成部と、
    前記調整動作作成部で作成された前記調整動作の実行中に、前記アプリケーションで要求される要求性能を満たすように、前記動作パラメータを自動で調整するパラメータ調整部と、
    前記アプリケーション及び前記動作領域と、前記調整動作及び前記要求性能とが関連づけられた情報を予め記憶する記憶部と、
    を備え、
    前記アプリケーションとは、スポット溶接又はアーク溶接の用途に関する情報であり、
    前記動作領域とは、実際の加工時の前記ロボットの姿勢に関する情報であり、
    前記調整動作は、予め製造メーカ側で決められた動作と異なる、ユーザ側の実際の現場で使用される動作であって、前記スポット溶接では、スポット溶接用のロボットにおける代表的な動作である短ピッチのスポット動作であり、前記アーク溶接では、アーク溶接用のロボットにおける代表的な動作である円弧動作又は直線動作であり
    前記調整動作作成部は、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、取得した前記アプリケーション及び前記動作領域に対応した前記調整動作を決定し、
    前記パラメータ調整部は、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、取得した前記アプリケーションに対応した前記要求性能を決定する、
    ロボットシステム。
  2. 前記動作パラメータは、サーボゲイン及び加減速時定数のうちの少なくとも1つを含む、
    請求項1に記載のロボットシステム。
  3. 前記要求性能は、動作速度、位置決め精度、及び、軌跡精度のうちの少なくとも1つを含む、
    請求項1又は2に記載のロボットシステム。
  4. 前記アーム先端部に設けられ、前記アーム先端部の振動を検出する加速度センサを更に備え、
    ロボット制御装置は、前記位置指令と、前記位置フィードバックと、前記加速度センサで検出された振動とに基づいて前記ロボットの動作制御を行い、
    前記要求性能は、動作速度、位置決め精度、及び、振動抑制精度のうちの少なくとも1つを含む、
    請求項1又は2に記載のロボットシステム。
  5. 前記調整動作作成部は、予め作成されたCADデータから前記動作領域を取得する、
    請求項1〜4の何れか1項に記載のロボットシステム。
JP2017239799A 2017-12-14 2017-12-14 ロボットシステム Active JP6693939B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017239799A JP6693939B2 (ja) 2017-12-14 2017-12-14 ロボットシステム
US16/201,550 US10994422B2 (en) 2017-12-14 2018-11-27 Robot system for adjusting operation parameters
CN201811480001.5A CN109954955B (zh) 2017-12-14 2018-12-05 机器人系统
DE102018221127.2A DE102018221127B4 (de) 2017-12-14 2018-12-06 Robotersystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017239799A JP6693939B2 (ja) 2017-12-14 2017-12-14 ロボットシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019104097A JP2019104097A (ja) 2019-06-27
JP6693939B2 true JP6693939B2 (ja) 2020-05-13

Family

ID=66814168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017239799A Active JP6693939B2 (ja) 2017-12-14 2017-12-14 ロボットシステム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10994422B2 (ja)
JP (1) JP6693939B2 (ja)
CN (1) CN109954955B (ja)
DE (1) DE102018221127B4 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7448317B2 (ja) * 2019-07-16 2024-03-12 ファナック株式会社 ロボットの制御装置
JP2021160031A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 セイコーエプソン株式会社 故障予測方法および故障予測装置
WO2022039119A1 (ja) * 2020-08-21 2022-02-24 ファナック株式会社 制御装置、ロボット制御装置及び制御方法
CN113635312B (zh) * 2021-10-18 2022-02-15 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) 工业机器人运动精度补偿方法、系统和计算机设备
WO2023152806A1 (ja) * 2022-02-08 2023-08-17 ファナック株式会社 制御装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608121B2 (ja) 1980-06-20 1985-03-01 新日本製鐵株式会社 複数同時圧下圧延機の形状調節装置
JPS608121A (ja) 1983-06-29 1985-01-17 Aisin Seiki Co Ltd 自動車用シ−ト
JPS6235903A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Hitachi Ltd 制御定数の自動決定装置
JP3665353B2 (ja) * 1993-09-14 2005-06-29 ファナック株式会社 ロボットの教示位置データの3次元位置補正量取得方法及びロボットシステム
US6243621B1 (en) * 1998-03-13 2001-06-05 Fanuc Robotics North America, Inc. Method of determining workpiece positions including coordinated motion
JP2001022418A (ja) * 1999-07-12 2001-01-26 Honda Motor Co Ltd 作業ロボットのティーチングデータ補正方法
JP4739556B2 (ja) * 2001-03-27 2011-08-03 株式会社安川電機 制御対象の遠隔調整及び異常判断装置
US6836702B1 (en) * 2003-06-11 2004-12-28 Abb Ab Method for fine tuning of a robot program
JP2005138223A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Fanuc Ltd ロボット用位置データ修正装置
US20070075048A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Nachi-Fujikoshi Corp. Welding teaching point correction system and calibration method
JP4202365B2 (ja) * 2006-03-07 2008-12-24 ファナック株式会社 力制御装置
JP4235214B2 (ja) * 2006-07-04 2009-03-11 ファナック株式会社 ロボットプログラムを作成するための装置、プログラム、記録媒体及び方法
JP4374039B2 (ja) * 2007-06-14 2009-12-02 ファナック株式会社 スポット溶接システム及び溶接ガン閉速度調整方法
DE102007060682B4 (de) 2007-12-17 2015-08-20 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur modellbasierten Regelung eines Manipulators
US8948917B2 (en) * 2008-10-29 2015-02-03 Baker Hughes Incorporated Systems and methods for robotic welding of drill bits
DE102009049327A1 (de) 2009-10-14 2011-04-21 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Kontrollvorrichtung zum Schweißen mittels einer Positioniervorrichtung
US8426761B2 (en) 2009-10-21 2013-04-23 Fanuc Ltd Method of detection of welding workpiece position using movable electrode
JP4927927B2 (ja) * 2009-11-26 2012-05-09 ファナック株式会社 スポット溶接システム
JP5502462B2 (ja) * 2009-12-28 2014-05-28 株式会社ダイヘン アーク溶接ロボットの制御装置及びプログラム
CN102371584B (zh) * 2010-08-11 2014-02-19 上海高威科电气技术有限公司 可扩展的工业机器人控制系统
US8886359B2 (en) 2011-05-17 2014-11-11 Fanuc Corporation Robot and spot welding robot with learning control function
JP6052576B2 (ja) * 2012-05-30 2016-12-27 日本電気株式会社 情報処理システム、情報処理方法、情報処理装置、携帯端末およびその制御方法と制御プログラム
JP6008121B2 (ja) 2013-01-28 2016-10-19 セイコーエプソン株式会社 ロボットおよびロボット制御装置
JP5986125B2 (ja) 2014-02-28 2016-09-06 ファナック株式会社 無線センサを有する機械システム
JP5952330B2 (ja) * 2014-03-27 2016-07-13 ファナック株式会社 加工条件管理機能を有する加工アプリケーションロボットシステム
FR3036302B1 (fr) * 2015-05-20 2017-06-02 Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de soudage manuel teleopere et robot de soudage mettant en oeuvre un tel procede
JP6174654B2 (ja) 2015-10-15 2017-08-02 ファナック株式会社 センサの位置と向きを算出する機能を備えたロボットシステム
US10545480B2 (en) * 2016-11-07 2020-01-28 Lincoln Global, Inc. System and method for manufacturing and control thereof
JP6572262B2 (ja) * 2017-06-06 2019-09-04 ファナック株式会社 教示位置修正装置および教示位置修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190184577A1 (en) 2019-06-20
CN109954955B (zh) 2021-08-10
DE102018221127A1 (de) 2019-07-11
JP2019104097A (ja) 2019-06-27
CN109954955A (zh) 2019-07-02
DE102018221127B4 (de) 2021-04-29
US10994422B2 (en) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6693939B2 (ja) ロボットシステム
JP6238628B2 (ja) ロボット装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム及びロボット装置を用いた部品の製造方法
JP6342935B2 (ja) 揺動切削を行う工作機械のサーボ制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
JP6457432B2 (ja) 揺動切削を行う工作機械のサーボ制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
CN108422420B (zh) 具有学习控制功能的机器人系统以及学习控制方法
JP6392825B2 (ja) 学習制御機能を備えたロボット制御装置
JP5220183B2 (ja) 数値制御装置および当該数値制御装置の制御方法
JP4902815B1 (ja) 数値制御装置
JP2012240142A (ja) 学習制御機能を備えたスポット溶接ロボット
JP5452788B1 (ja) 数値制御装置
KR101879025B1 (ko) 위치들을 기록하기 위한 장치 및 방법
JP2010231575A (ja) ロボットのオフライン教示装置、ロボットのオフライン教示方法、及びロボットシステム
CN110154043B (zh) 基于加工结果进行学习控制的机器人系统及其控制方法
JP2007066001A (ja) ロボットの制御装置
US20210039256A1 (en) Robot control method
US9827673B2 (en) Robot controller inhibiting shaking of tool tip in robot equipped with travel axis
JP2012051043A (ja) ロボットシステムまたはロボット制御装置
JP6742943B2 (ja) 工作機械送り系の制御装置
JP7227018B2 (ja) 学習制御装置、ロボット制御装置およびロボット
JP2771458B2 (ja) 産業用ロボットの撓み補正方法
JP6429977B2 (ja) ロボット装置及びロボット制御方法
JP5633268B2 (ja) ロボットの制御装置
JP2016157216A (ja) スカイビング加工における工具補正機能を有する数値制御装置
JP6985563B1 (ja) 数値制御装置
JP7502439B2 (ja) ロボット制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190515

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20190619

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20190729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200317

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200416

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6693939

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150