JP7424097B2 - Robot control device and robot control method - Google Patents

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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 an apparatus and method for controlling a robot so that its movement trajectory passes over a teaching point when actually operating a robot.

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。 CP (continuous There is a path) method. Furthermore, the robot's motions are divided into end motions and pass motions, depending on the method of determining the completion of the previous motion when moving from one motion to the next.

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, if there are three teaching points P1 to P3, in the end motion of the CP method, the tip of the robot reaches the teaching point before moving on to the next motion. Therefore, the tip of the robot is moved so that the trajectory between P1→P2 and between P2→P3 is a straight line. Accordingly, the patterns in which the operating speed of the robot changes between P1 and P2 and between P2 and P3 each become trapezoidal, which is a combination of 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 pass motion of the CP method, the robot moves to the next motion before the tip of the robot reaches the teaching point. Therefore, an acceleration period between P2 and P3 is started in conjunction with a deceleration period between P1 and P2. As a result, the tip of the robot does not pass over the teaching point P2, but passes inside it, that is, on the right side in the figure, and the combined trajectory of these points is shown by the broken line in the figure.

特許第3666341号公報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, assume that the robot is used for product assembly work. When the movement from teaching point P2 to teaching point P3 is the final approach movement in assembly work, depending on the shape of the workpiece and the surrounding environment, the tip of the robot may be compared with obstacles placed around it. may have to move through confined spaces. Then, if the movement between P2 → P3 is a straight line, the robot tip can move without any problem, but if the trajectory passes inside the teaching point P2 due to the path movement of the CP method, the robot will be located inside 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-mentioned circumstances, and its purpose is to prevent obstacles in the surroundings when the tip of the robot moves on a trajectory that does not pass through all the teaching points by adopting the CP method path motion. An object of the present invention is to provide a robot control device and a robot control method that can prevent interference with objects.

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 robot control device according to claim 1, the control unit performs a path operation in which the robot tip continuously moves from a first teaching point where movement starts to a third teaching point where movement ends. The robot is controlled using the teaching data as follows. The teaching point setting unit is configured to set the teaching point from the third teaching point so that the continuous movement locus of the tip of the robot that performs the pass operation overlaps with the second teaching point set between the first teaching point and the third teaching point. A fourth teaching point is set on a straight line extending past the second teaching point. 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 toward 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 tip of the robot is moved by the CP method pass operation for the first to third teaching points set at the beginning, as described above, the deceleration period from the first teaching point to the second teaching point and the second teaching point are changed. As a result of the overlap with 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 moves linearly 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 section sets the fourth teaching point on a straight line extending from the third teaching point passing through the second teaching point, and uses the teaching data of the fourth teaching point to instruct the control section to If the robot is controlled to perform a path motion from the 1st teaching point to the 4th teaching point, the robot tip will reach the 2nd teaching point, and move in a straight line from the 2nd teaching point to the 3rd teaching point. move in a specific direction. As a result, even when there are obstacles etc. around the path from the second teaching point to the third teaching point and the robot tip moves in a relatively narrow space, the distance between the second and third teaching points is By moving in a straight line, interference with obstacles can be avoided.

また、請求項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。 Further, according to the robot control device according to claim 1 , the teaching point setting section is configured to set the continuous movement locus of the pass motion to a straight line from the second teaching point to the third teaching point, starting from the second teaching point. After calculating the distance Lpa to the merging point, the fourth teaching point is set on a straight line extending from the second teaching point by the distance Lpa. As mentioned above, when the robot tip moves about the first to third teaching points set at the beginning, the distance the robot tip moves linearly on the straight line P2-P3 is longer than the length of the straight line P2-P3. Since the distance becomes shorter, the distance corresponding to the shorter distance is determined as Lpa. Then, if the fourth teaching point is set at a position equal to the length of the straight line P2-P3 plus the length of the distance Lpa and the robot is made to perform a pass motion, the continuous movement trajectory of the robot tip will pass through the second teaching point. I come to do it.

更に、請求項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。 Furthermore, according to the robot control device according to claim 1 , the teaching point setting section calculates the result of recalculating the continuous movement locus when the control section performs the path motion from the first teaching point to the fourth teaching point. The distance Lpa is calculated again for . Then, the difference between the recalculated distance Lpa and the previously calculated distance Lpa is calculated, and if the calculated difference is greater than or equal to 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 section is caused to re-execute the control of the pass 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 determined distance Lpa and the distance between the second and fourth teaching points is greater than or equal to the threshold, the distance Lpa is updated according to the difference, The error included in the distance Lpa can be reduced by repeatedly re-executing the control of the pass 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 the configuration of a robot system, which is one embodiment コントローラの構成を示す機能ブロック図Functional block diagram showing the configuration of the controller 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 gist of the processing content of the controller 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A diagram showing the movement locus of the robot tip when performing a pass operation for 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A diagram showing the movement trajectory of the robot tip when performing a pass operation by replacing teaching point P2 with a new teaching point P2_n. 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)Diagram explaining the processing concept in this embodiment using speed patterns (Part 1) 同処理概念を速度パターンにより説明する図(その2)Diagram explaining the same processing concept using speed patterns (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)Diagram explaining the same processing concept using speed patterns (Part 3) CP方式のエンド動作及びパス動作を説明する図Diagram explaining end operation and path operation of CP method

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。 An embodiment will be described below. As shown in FIG. 1, the robot system 1 includes an articulated robot 2, a controller 3 for controlling the robot 2, and a teaching pendant 4 connected to the controller 3. This robot system 1 is used for general industrial purposes.

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 vertically articulated robot, and a shoulder 6 is mounted on a base 5 and rotates in the horizontal direction via a first axis (J1) having an axis in the Z direction. possible to be connected. A lower end portion of a lower arm 7 extending upward is connected to the shoulder 6 so as to be rotatable in the vertical direction via a second shaft (J2) having an axis in the Y direction. A first upper arm 8 is connected to the tip of the lower arm 7 so as to be rotatable in the vertical direction via a third shaft (J3) having an axis in the Y direction. A second upper arm 9 is twistably connected to the tip of the first upper arm 8 via a fourth shaft (J4) having an axis in the X direction. A wrist 10 is vertically rotatably connected to the tip of the second upper arm 9 via a fifth shaft (J5) having an axis in the Y direction. A flange 11 is twistably and rotatably connected to the wrist 10 via a sixth shaft (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 the arm of the robot 2, and the flange 11 at the tip of the arm is not shown. However, a hand, also called an end effector, is attached. For example, the hand holds and transports a workpiece (not shown), and a tool for processing the workpiece is attached to the hand. Each of the axes J1 to J6 provided on the robot 2 is provided with a motor 12 shown in FIG. 2, which serves as a driving source.

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 the robot, and controls the robot 2 by executing a computer program in a control unit including a computer including a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown). Specifically, the controller 3 includes a drive section configured with an inverter circuit, etc., and uses feedback control, for example, based on the rotational position of the motor detected by an encoder 17 provided corresponding to each motor 12. Drive 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 the shape of a generally rectangular box, and is formed in a size that allows the user to operate it while holding it. The teaching pendant 4 is provided with various key switches, touch panels, etc., and the user performs teaching using these key switches, touch panels, etc.

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 section 13 mainly including a CPU, a storage section 14, and a position detection section 15. The control unit 13 performs overall control of the entire industrial robot device 1 . The control unit 13 is connected to a storage unit 14 and a position detection unit 15 as well as a drive circuit 16 for the teaching pendant 4 and the motor 12. The storage unit 14 stores in advance parameters such as maximum acceleration (+α), maximum deceleration (-α), and maximum speed Vmax for the motor 12 that drives each arm 6 to 11, as well as various software for robot control. ing. Furthermore, the storage unit 14 stores therein an operation program set by the teaching pendant 4 and movement trajectory information of the tip of the robot generated prior to the actual operation when the robot performs actual operations. The control section 13 corresponds to a teaching point setting section.

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 rotating shaft of each motor 12 corresponding to the shoulder 6, arms 7 to 9, etc. is connected to the position detection unit 15. The position detection section 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 provides the rotation position information to the control section 13. After calculating the rotation angle of the corresponding arm or the like from the rotation angle information of the motor 12, the control unit 13 compares the rotation angle with a target angle and provides the drive circuit 16 with a current command value according to the difference. Then, the drive circuit 16 supplies a current to the motor 12 according to the given current command value. As a result, the rotation of the motor 12 is controlled, and each of the arms 6 to 11 is rotated to a 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 explained. FIG. 3 is a flowchart showing the gist of the process by which the control unit 13 of the controller 3 calculates the continuous movement locus of the tip of the robot 2. The control unit 13 first determines whether or not it is an approach motion after a pass motion (S1). As shown in FIG. 4, the "approach motion" is the section from teaching point P2 to P3 among the three teaching points P1 to P3 at the end of the continuous movement trajectory, and the teaching point P3 is the section where the robot 2 This is the final position that the tip reaches when performing assembly work, etc. In addition, as shown by the broken line in the same figure, the "pass motion" means that the tip of the robot deviates from the section in which it moves linearly and passes inside the teach point P2 while going from the teaching point P1 to P2, and the approach motion section This is the section until it connects to the straight line trajectory.

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 motion after a pass motion (S1; YES), a distance Lpa over which the pass motion is performed within the approach motion section is calculated (S2). If the speed of the robot tip at the start of the path motion section is Vm, the deceleration is Dm, and the deceleration time is Tp, the deceleration time Tp is:
Tp=Vm/Dm...(1)
is required. If the acceleration of the robot tip in the approach motion is Aa, the path motion distance Lpa is:
Lpa=Aa×Tp2/ 2 ...(2)
is required.

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 starting point Xa of the approach operation, that is, the coordinates of the teaching point P2, is moved by the distance Lpa_n in the approach vector direction. The calculated coordinates are calculated as a new starting point Xa_new (S4). In FIG. 5, the starting point Xa_new is "P2_new". If the approach motion vector is (ax, ay, az) and the starting point Xa = (xa, ya, za), then the new starting point Xa_new is
Xa_new=Xa-Lpa×(ax, ay, az)...(3)
is required. The teaching points P1 to P3 correspond to the first to third teaching points, and the above-mentioned 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, a pass motion distance Lpa_n is calculated for a pass motion caused by replacing the teaching point P2 with the starting points Xa_new and P2_new (S5). Then, the difference between the absolute value of the distance Lpa found in step S2 and the absolute value of the distance Lpa_n found in step S4 is found, and it is determined whether the absolute value of the difference is less than the threshold delta (S6). The threshold value delta is a value near zero. If the absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold delta (NO), the path operation distance Lpa_n is updated by adding the absolute value of the difference to the distance Lpa_n (S8), and then the process returns to step S4.

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 delta (YES), the starting point Xa_new at that time is set as the starting point of the approach motion, and the robot 2 moves (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 explained using speed pattern graphs shown in FIGS. 6 to 8. FIG. 6 corresponds to the operation shown in FIG. 4, and is the result of starting an acceleration period when the robot tip moves from teaching point P2 to P3 in conjunction with the start of a deceleration period when the robot tip moves from teaching point P1 to P2. , the composite speed during that period is shown by the broken line. Then, of the distance that the robot tip moves during this period, the movement trajectory turns inward without reaching the teaching point P2 by the distance moved by acceleration, that is, the area of the triangle shown by hatching shown in FIG. 7.

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, so that both the deceleration period and the acceleration period end. This means setting a new target point P2_new so as to extend the moving distance by an amount equal to the area of the triangle representing the moving distance due to the acceleration described above. As a result, the robot tip moves in a straight line after reaching the original teaching point P2 toward the end point P3.

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 robot tip continuously moves from the teaching point P1 where the movement starts to the teaching point P3 where the movement ends. The robot 2 is controlled using the teaching data as follows. At that time, the continuous movement locus of the tip of the robot performing the pass motion is on a straight line extending from teaching point P3 passing through teaching point P2 so that it overlaps teaching point P2 set between teaching points P1 and P3. A new teaching point P2_n is set at . Then, using the teaching data of the teaching point P2_n, control is performed to perform a pass operation toward the teaching point P2_n.
As a result, as shown in FIG. 5, even if there are obstacles etc. around the path from teaching point P2 to teaching point P3, and the robot tip moves in a relatively narrow space, teaching point P2, Since the movement between P3 is reliably linear, interference can be avoided.

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 pass operation merges with the straight line from the teaching point P2 to the teaching point P3, the control unit 13 calculates the teaching point P2_n as follows. It is set on a straight line extending a distance Lpa from the teaching point P2. As described above, when moving the robot tip about the initially set teaching points P1 to P3, the distance that the robot tip moves linearly on the straight line P2-P3 is shortened by Lpa. Therefore, if the teaching point P2_n is set at a position equal to the length of the straight line P2-P3 plus the length of the distance Lpa, and the robot 2 is made to perform a path motion, the continuous movement locus of the robot tip will move back to the original teaching point P2. It starts to 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 based on the result of recalculating the continuous movement locus when performing the path motion from the teaching point P1 to the teaching point P2_n, and sets it as the distance Lpa_n. Then, the difference between the recalculated distance Lpa_n and the previously calculated distance Lpa is determined, and if the determined difference is greater than or equal to the threshold delta, the distance Lpa_n is updated by adding the difference to the recalculated distance Lpa_n. Then, the teaching point P2_n is set again based on the updated distance Lpa_n, and the control of the pass operation is re-executed. With this configuration, it becomes possible to reduce the error included in the distance Lpa_n and set the teaching point P2_n with high accuracy.

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 drawings, 1 is a robot system, 2 is a robot, 3 is a controller, 4 is a teaching pendant, 13 is a control section, and 14 is a storage section.

Claims (2)

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、
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し、
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ロボットの制御装置。
In a robot control device that is equipped with a plurality of rotating arms and each arm is driven by its own drive motor,
a storage unit that stores, as teaching data, the positions and postures of three or more teaching points taught for passing the robot tip;
Controlling the robot using the teaching data so that the robot tip performs a path motion in which the tip of the robot continuously moves from a first teaching point where movement starts to a third teaching point where movement ends among the teaching points. a control unit to
from the third teaching point to the third teaching point so that the continuous movement locus of the tip of the robot that performs the pass operation overlaps with the second teaching point set between the first teaching point and the third teaching point. A fourth teaching point is set on a straight line extending past the second teaching point, and using the teaching data of the fourth teaching point, the controller is instructed to move from the first teaching point to the fourth teaching point. a teaching point setting unit that controls the pass operation to be performed using the teaching point setting unit ;
The teaching point setting unit calculates a distance Lpa from the second teaching point to a point where the continuous movement locus of the pass motion joins a straight line from the second teaching point to the third teaching point. ,
setting the fourth teaching point on a straight line extending from the second teaching point by the distance Lpa;
The control unit recalculates the distance Lpa based on the result of recalculating a continuous movement trajectory when performing a path motion 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 greater than or equal to the threshold, 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 control unit is instructed to perform the pass operation. A robot control device that re-executes control .
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い、
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し、
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ロボットの制御方法。
When operating a robot that is equipped with a plurality of rotatable arms, each arm being driven by its own drive motor, and controlling the robot using teaching data about three or more teaching points taught to pass the tip of the robot. To,
Among the teaching points, a continuous movement locus of the robot tip performs a path motion in which the robot continuously moves from a first teaching point where movement starts to a third teaching point where movement ends. setting a fourth teaching point on a straight line extending from the third teaching point passing through the second teaching point so as to overlap the second teaching point set between the third teaching point;
performing the pass operation for movement from the first teaching point to the fourth teaching point using the teaching data of the fourth teaching point;
Calculating a distance Lpa from the second teaching point as a starting point to a point where the trajectory of the pass motion joins a straight line from the second teaching point to the third teaching point;
setting the fourth teaching point on a straight line extending from the second teaching point by the distance Lpa;
recalculating the distance Lpa with respect to the result of recalculating the continuous movement locus in order to perform a path motion 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 greater than or equal to the threshold, 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 pass operation is re-executed. How to control the robot.
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