JPH01316185A - Path producing method for industrial robot - Google Patents

Path producing method for industrial robot

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JPH01316185A
JPH01316185A JP14814288A JP14814288A JPH01316185A JP H01316185 A JPH01316185 A JP H01316185A JP 14814288 A JP14814288 A JP 14814288A JP 14814288 A JP14814288 A JP 14814288A JP H01316185 A JPH01316185 A JP H01316185A
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JP
Japan
Prior art keywords
robot
command
coordinate system
industrial robot
interpolation
Prior art date
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Pending
Application number
JP14814288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoko Hasegawa
洋子 長谷川
Maki Sumita
住田 真樹
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the processing of a three dimensional position and a posture of a robot and reduce a computing quantity by performing a process to smooth an orthogonal data of a path interpolation unit after concluding an interpolation computing and before a coordinate transformation. CONSTITUTION:The smoothing process 27 of sequence of points obtained as a result of interpolation is performed per each component referring to a rectangular coordinate system. The date obtained in this way is generated as a command referring to the rectangular coordinate system, and a coordinate transformation processing 28 of this command value is performed so as to obtain a command 29 of a joint coordinate system. On the basis of this command 29, a position of a tool machine installed in a driving mechanism of an industrial robot traces a smooth track in an orthogonal space.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業用ロボットの制御技術に係り。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to control technology for industrial robots.

特にロボットを簡単かつ円滑に、制御することに好適な
ロボットの制御方式に関する。
In particular, the present invention relates to a robot control method suitable for easily and smoothly controlling a robot.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の装置は1日本機械学会論文集C編、第48巻43
1号(PP990〜997)(昭和57−7)に記載の
「ロボットハンドの経路補1旧において、速度ベクトル
成分を線形補間することにより、放物線の軌跡を生成す
る方法、または、第3回インターナショナル シンポジ
ウム オンロボティクス リサーチ(1985)(3r
dInternational Sya+posiuI
Ion Robotics Re5earch(198
5))に記載のトラジェクトリー ジェネレーション 
フォア モービル ロボット(Trajectory 
Generation for Mobile Rob
ots)において、クロソイド曲線を用いて加速度変化
が連続な軌道を生成する方法が論じられている。
The conventional device is 1 Japan Society of Mechanical Engineers Transactions C, Volume 48, 43
No. 1 (PP990-997) (Showa 57-7), ``Route Compensation of Robot Hands 1, Method of Generating a Parabolic Trajectory by Linearly Interpolating Velocity Vector Components,'' or the 3rd International Symposium on Robotics Research (1985) (3r
dInternational Sya+posiuI
Ion Robotics Research (198
Trajectory generation described in 5))
Four mobile robot (Trajectory
Generation for Mobile Rob
ots) discusses a method of generating a trajectory with continuous acceleration changes using a clothoid curve.

更に手首先端の急激な方向転換をさける手法が特公昭5
1−34180号に示しである。
Furthermore, a method to avoid sudden changes in direction at the tip of the wrist was introduced in Tokuko Sho 5.
It is shown in No. 1-34180.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来技術は、ロボットの経路精度向上のため、動作方向
が不連続に変化する区間の接続部で加減速をして振動の
発生を防止していたが、動作に要する時間が長くなって
しまった。また、本質的に滑らかな軌道を作ろうと、速
度ベクトルが連続になるような軌道を生成したり、加速
度が連続になるような軌道を生成したりしたが、軌道の
決定に3点以上のティーチデータが必要であり、軌道の
決定のための計算が複雑であるという間層点があった6
本発明の目的は、減速することなく、軌道の決定に多く
のティーチデータも必要なく、容易な計算により軌道が
生成できる円滑に動くロボットにある。
In conventional technology, in order to improve the accuracy of the robot's path, the robot accelerates and decelerates at the joints of sections where the direction of movement changes discontinuously to prevent vibrations, but this increases the time required for the robot to move. . In addition, in an attempt to create essentially smooth trajectories, we generated trajectories with continuous velocity vectors and trajectories with continuous acceleration, but the teaching method required three or more points to determine the trajectory. There was a point that data was required and the calculations for determining the trajectory were complicated6.
An object of the present invention is to provide a robot that moves smoothly without deceleration, without requiring a large amount of teaching data to determine the trajectory, and in which the trajectory can be generated through easy calculations.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、経路補間部の直交データを補間計算終了後
、座標変換の前に円滑化処理してやることにより達成さ
れる。
The above object is achieved by smoothing the orthogonal data of the path interpolation unit after completion of interpolation calculation and before coordinate transformation.

〔作用〕 経路補間部の直交データを処理する円滑化、フィルタは
、隣合う何点かを加算して平均をとっていくやり方で、
このようにすると、フィルタの効果が現れ、ロボットの
動作が円滑になる。
[Operation] The smoothing filter that processes orthogonal data in the path interpolation section adds several adjacent points and takes the average.
In this way, the effect of the filter appears and the robot operates smoothly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第7図により説明す
る。第5図は、本実施例の全体機器構成図である。1は
ロボット制御装置であり、第5図会体の制御を行ってい
る。2はロボット本体であり、6個のサーボモータによ
り作業を行う。3はワイヤである。5は溶接トーチであ
る。6はワークの台である。4はティーチボックスであ
り、これを用いてロボットの動作の教示を行う。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 5 is an overall equipment configuration diagram of this embodiment. 1 is a robot control device, which controls the body shown in FIG. 2 is the robot body, which performs work using six servo motors. 3 is a wire. 5 is a welding torch. 6 is a work stand. 4 is a teach box, which is used to teach the robot's movements.

第2図は第1図のハードウェア内部ブロック図である。FIG. 2 is an internal block diagram of the hardware shown in FIG. 1.

ロボット制御装置1は、以下のような構成になっている
。7はCPUであり、ロボット制御装置関係のすべての
制御を行っている。8はバブルメモリである6バブルメ
モリは、不揮発性のメモリであり、電源遮断時に失われ
て困るデータやプログラムが書き込まれている。9はR
AMであり、CPUが実行するプログラムやデータなど
が格納されている。10はROMであり、電源立上げ時
にCPUがバブルメモリ8からRAMの5Oヘプロ°グ
ラムをローディングする手順を記したプログラムが格納
されている。11はI10制御部であり、キーボード1
4.CRTコントローラ15、ティーチボックス4との
入出力を制御している。14はキーボードであり、ロボ
ット制御装置1の上面に取り付けられている。16はC
RTコントローラであり、ロボット制御装置1の上面に
取り付けられたCRT16に各種の情報を表示する。1
2はサーボ制御部である。サーボ制御部はCPUの指令
に基づき、サーボアンプ部13に、各モータの回転に対
する指令を与える。サーボアンプ部13はロボット本体
2に取り付けられた6個のモータ、M1〜M6.18〜
23を駆動する。
The robot control device 1 has the following configuration. 7 is a CPU, which performs all controls related to the robot control device. 8 is a bubble memory 6 Bubble memory is a non-volatile memory in which data and programs that should not be lost when the power is cut off are written. 9 is R
AM, which stores programs and data executed by the CPU. Reference numeral 10 denotes a ROM, which stores a program that describes the procedure for the CPU to load a program from the bubble memory 8 to the RAM 50 when the power is turned on. 11 is an I10 control unit, and keyboard 1
4. It controls input/output between the CRT controller 15 and the teach box 4. 14 is a keyboard, which is attached to the top surface of the robot control device 1. 16 is C
It is an RT controller and displays various information on a CRT 16 attached to the top surface of the robot control device 1. 1
2 is a servo control section. The servo control section gives commands for the rotation of each motor to the servo amplifier section 13 based on commands from the CPU. The servo amplifier section 13 has six motors, M1 to M6.18, attached to the robot body 2.
23.

本発明のプログラムは、バブルメモリ8に記憶されてお
り、RAMへ転送され、実行される。
The program of the present invention is stored in the bubble memory 8, transferred to the RAM, and executed.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

産業用ロボットにおいて、直線等の経路補間を行う場合
、第4図の24.25のティーチ点Pa。
In an industrial robot, when performing path interpolation such as a straight line, the teaching point Pa at 24.25 in FIG.

pbの直交データから、補間を行う、第1図のフローチ
ャートに示すように、補間26によって生成された直交
データX (t) 、 Y (t) 、 Z (t)を
円滑化フィルタ処理27により円滑化する。円滑化され
たx” (t)p y” (t)p z” (t)’を
座標変換28し、関節データθiをサーボ系に指令値2
9として出力する。円滑化フィルタの処理は第6図のフ
ローチャートに示すような処理である。n回前までの入
力データを記憶しておき今回のデータと計N回30=(
n+1)のデータの平均値31を出力とする。2次元で
の例を示すと、xy平面上で(0,10)(0,0)(
10,0)をティーチ点とすると、円滑化フィルタ処理
を行わない場合、第7図の(X (i) Y (i) 
)の示しているデータ上をロボットの手先は、動き、ま
た、それは、第8図の32“入力″が示しているような
グラフとなる。
Interpolation is performed from the orthogonal data of pb. As shown in the flowchart of FIG. become The smoothed x" (t) p y" (t) p z"(t)' is subjected to coordinate transformation 28, and the joint data θi is sent to the servo system as a command value 2.
Output as 9. The processing of the smoothing filter is as shown in the flowchart of FIG. Memorize the input data up to n times before and input the current data and a total of N times 30 = (
The average value 31 of the data of n+1) is output. To give an example in two dimensions, on the xy plane (0, 10) (0, 0) (
10,0) as the teaching point, if smoothing filter processing is not performed, (X (i) Y (i)
) The robot's hand moves on the data shown by , and it becomes a graph as shown by 32 "input" in FIG.

しかし、円滑化フィルタ処理を行うと、段数N=4とし
たとき、3回前のデータ、2@随のデータ、前のデータ
、現在のデータの4回分の平均を下記の式 (R= i −N+ 1) ただし、R<OのときX (0)=O,Y (0)=1
0により X (R) =X (0) Y (R) =Y (0) により求めることが出来、その結果は、第7図のX” 
(t)、Y” (t)に、示す通りである、また、第8
図の33″出力″の曲線が、円滑化フィルタ処理後のロ
ボットが動く軌跡である。
However, when smoothing filter processing is performed, when the number of stages N = 4, the average of 4 times of 3 times previous data, 2 @ next data, previous data, and current data is calculated using the following formula (R = i -N+ 1) However, when R<O, X (0)=O, Y (0)=1
0, it can be determined by X (R) = X (0) Y (R) = Y (0), and the result is
(t), Y” (t), as shown, and the eighth
The curve 33 "output" in the figure is the trajectory of the robot after smoothing filter processing.

以上のような処理を補間処理終了後、座標変換前に行う
ことにより、直行レベルの動作範囲のチエツクが出来る
ようになり、さらには、少ない計算量で円滑化処理が行
えるという効果が゛ある。
By performing the above-mentioned processing after the interpolation processing is completed and before the coordinate transformation, it is possible to check the motion range at the orthogonal level, and furthermore, there is an effect that the smoothing processing can be performed with a small amount of calculation.

なお、以上説明した実施例では円滑化処理として連続し
ている補間点の加重平均を求める場合について説明した
が相乗平均、調和平均を求める手法なども採用できる。
In the embodiments described above, a case has been described in which a weighted average of consecutive interpolation points is calculated as the smoothing process, but a method of calculating a geometric average or a harmonic average can also be adopted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、座標変換の前に円滑化処理を行うので
、ロボットの三次元的な位置、姿勢の管理が容易であり
、円滑化軌道の生成に幾何学的計算等を要さないため、
計算量が少なくてすむという効果がある。
According to the present invention, since smoothing processing is performed before coordinate transformation, it is easy to manage the three-dimensional position and posture of the robot, and geometric calculations, etc. are not required to generate a smoothed trajectory. ,
This has the effect of requiring less calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明におけるフローチャート第2図はハード
ウェアブロック図 第3図は本発明の一実施例の全体構成図第4図はロボッ
ト本体 第5図はシステムの全体機器構成図 第6図は円滑化フィルタ処理におけるフローチャート 第7図は円滑化処理結果表 第8図は円滑化処理結果グラフ 26・・・補間処理、27・−・円滑フィルタ処理、2
8第4   図  本発明におし勅フローナイート第 
2 図 $ 3 図   ロホ゛ットルリ御ンI置経P−揃用御 り主2)円滑化処理(変のテ゛−タ 第 4 図  ロホ゛ット本う本 平  512I 第6 図  円j骨化)δルクスユ理1;石す4フロー
ナイート(2次えぞ0少1)
Fig. 1 is a flowchart of the present invention Fig. 2 is a hardware block diagram Fig. 3 is an overall configuration diagram of an embodiment of the invention Fig. 4 is the robot body Fig. 5 is an overall equipment configuration diagram of the system Flowchart of smoothing filter processing FIG. 7 is a smoothing processing result table FIG. 8 is a smoothing processing result graph 26...Interpolation processing, 27...Smoothing filter processing, 2
Figure 8 4 The present invention
2 Figure $ 3 Figure Lohot Luli Control I Setting Sutra P - Alignment Ruler 2) Smoothing Process (Change Data No. 4 Lohot Hontaira 512I Fig. 6 Circle J Ossification) δ Luxury 1; stone stone 4 flow night (2nd order 0 small 1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、通過すべき軌道上の代表点を与え、これらの間を直
交系内の直線、円弧等で補間することにより動作を制御
する、複数自由度で構成される駆動機構を持つ産業用ロ
ボットにおいて、補間結果として得られる点列に対して
上記直交座標系に関する各成分毎に円滑化処理を行い、
これにより得られるデータを、直交座標系に関する指令
として生成し、この指令値に対して座標変換処理を行う
ことにより、関節座標系の指令を求め、上記機構に取付
けられた作業工具の位置を直交空間内において滑らかな
軌道をたどらせるように制御することを特徴とした産業
用ロボットの経路生成方法。
1. In an industrial robot with a drive mechanism composed of multiple degrees of freedom, the movement is controlled by giving representative points on the trajectory to be passed and interpolating between these points with straight lines, arcs, etc. in an orthogonal system. , perform smoothing processing for each component regarding the orthogonal coordinate system on the point sequence obtained as the interpolation result,
The data obtained by this is generated as a command regarding the orthogonal coordinate system, and by performing coordinate transformation processing on this command value, the joint coordinate system command is obtained, and the position of the work tool attached to the above mechanism is orthogonally determined. A path generation method for an industrial robot characterized by controlling the robot so that it follows a smooth trajectory in space.
JP14814288A 1988-06-17 1988-06-17 Path producing method for industrial robot Pending JPH01316185A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014076497A (en) * 2012-10-09 2014-05-01 Sinfonia Technology Co Ltd Articulated robot and semiconductor wafer carrier device
JP2020097083A (en) * 2018-12-18 2020-06-25 日本電産サンキョー株式会社 Robot controller and control method
WO2021177180A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 ファナック株式会社 Numerical control device

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