JPH02218574A - 工業用ロボットにおける軌跡補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、塗装ロボット、アーク溶接ロボット等、経
路制御が重要な工業用ロボットに係わり、特に、ティー
チングの能率向上を図った工業用ロボットにおける軌跡
補正方法に関する。

「従来の技術」 一般に、この種のロボットは、予め動作に必要なティー
チング・データが教示され、再生時にこのティーチング
・データに従って動作が行なわれる。第２図を参照する
と、ロボットに教示すべきティーチング・データの軌跡
Ａが示されている。

すなわち、第２図において、横軸は時間を示し、縦軸は
ロボットに教示するティーチング・データを示す。この
場合、ティーチング・データはマニピュレータの軸の変
位（軸の回転角度）である。第２図の軌跡Ａにより示す
ように、ロボットには、周期Ｔの時刻１＋、１１・・・
ｔｎ（ｎ＝　１　、２・・・ｎ）における位置の変位Ａ
　５．　Ａ　ｚ・・・Ａｎがティーチング・データとし
て教示される。再生時において、このロボットは、教示
された変位Ａ　ｒ　、　Ａ　ｔ・・・Ａｎを用いて制御
を実行する。この場合に、変位Ａ　、、Ａ　、・・・Ａ
ｎの各々の間のデータについては、互いに隣接する各変
位Ａ　Ｉ、　Ａ　ｔ・・・Ａｎ間を直線により結んで補
間したものを用いる。

ところで、ロボットは、変位Ａ　＋　、　Ａ　ｘ・・・
Ａｎのような軌跡Ａのティーチング・データが与えられ
ても、遅れ要素を有するので、再生時に軌跡Ａにより応
答することはできず、応答が軌跡Ａから遅れた軌跡Ｂと
なり、その変位はＢ、、Ｂ、・・・Ｂｎにより示される
。

「発明が解決しようとする課題」 従来の工業用ロボットは、以上のように遅れ要素を有し
、ティーチング・データ通りに動作しないので、ティー
チング作業者がロボットの軌跡誤差を補正したティーチ
ング・データによってティーチングをする必要があった
。

しかし、このような軌跡誤差を補正したティーチングを
するためには、ティーチング作業者が当該ロボットに固
有の特性を先ず正確に把握する必要があった。また、こ
の固有特性が変化した場合は、ティーチング・データも
修正することが必要となるが、このティーチング・デー
タの修正作業には、多大の時間が必要であ゛るという問
題があった。

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、ティーチング・データを工業用ロボットの応
答遅れに応じて自動的に補正することができる工業用ロ
ボットにおける軌跡補正方法を提供することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 この発明は、ティーチング・データによりマニピュレー
タを駆動してマニピュレータの軌跡を求める第１の処理
と、ティーチング・データと前記第１の処理によって求
めた軌跡とを比較することにより、マニュピレータが示
す応答の遅れ時間を複数時刻について求める第２の処理
と、この第２の処理によって求められた応答の遅れ時間
に基づいてティーチング・データを補正する第３の処理
とを有することを特徴としている。

「作用」 この発明よれば、ティーチング・データによって１度マ
ニュピレータを動作させて、マニュピレータの遅れを求
め、この求められたマニュピレータの遅れに基づいてテ
ィーチング・データを自動補正する。したがって、ユー
ザがマニュピレータの遅れを見込んだティーチングをす
る必要が全くなくなる。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図により説明する。第
１図はこの発明による軌跡補正方法を適用した工業用ロ
ボット（塗装ロボット）の構成を示すブロック図である
。マニピュレータｌは、塗装ガンを把持して塗装作業を
行なう多関節マニュピレータであり、その各軸（ここで
は、説明を簡単にするために、１軸を制御する場合につ
いて説明する）に位置検出器２及びアクチュエータ３を
備えている。位置検出器２は、マニピュレータＩの各軸
に取り付けられたポテンションメータからなり、その軸
位置に対応した電圧値を有する位置信号Ｓ１を出力する
。一方、アクチュエータ３は油圧駆動装置４に接続され
てその動力によりマニピュレータ！を動作させる。入力
回路５は、位置検出器２から構成される装置信号Ｓｔを
増幅し、信号Ｓ２として出力する。Ａ／Ｄ（アナログ／
デイフタル）コンバータ６は、信号Ｓ２をディジタルデ
ータＤＩに変換し出力する。

演算処理装置７は、例えばマイクロコンピュータからな
り、Ａ／Ｄコンバータ６から出力されるデータＤ１をメ
モリ８に書き込み、また、メモリ８内のデータを読み出
て各種の処理を行う。なお、この演算処理装置７が行う
処理については後に詳述する。Ｄ／Ａ（ディジタル／ア
ナログ）コンバータ９は、演算処理装置７から出力され
るデータＤ２をアナログ信号Ｓ３に変換して出力する。

サーボ増幅８１０は、Ｄ／Ａコンバータ９の出力信号Ｓ
３と、マニピュレータｌの現在位置を示す位置信号Ｓ２
との差を増幅し、偏差信号Ｓ４としてアクチュエータ３
へ出力する。

次に、上述した工業用ロボットの動作を、ＣＰ（連続経
路）ティーチングの場合を例にとり説明する。先ず、マ
ニピュレータｌの先端を塗装ガンの移動経路に沿って移
動させ、演算処理装置７の制御により、メモリ８に第２
図に示す変位Ａ　＋　、　Ａ　ｔ・・・Ａｎをティーチ
ング。・データとして記憶される。

次に、演算処理装置７はこの変位Ａ　３．　Ａ　ｔ・・
・Ａｎをメモリ８から順次読み出し、Ｄ／Ａコンバータ
９及びサーボ増幅器１０を介してアクチュエータ３に人
力してマニピュレータｌを駆動する。これによって得ら
れる位置検出器２の位置信号Ｓ２を入力回路５及びＡ／
Ｄコンバータ６を介して人力して第２図の軌跡Ｂを求め
、メモリ８に記憶させる。

次に、実際の塗装時において、演算処理装置７は、メモ
リ８から変位Ａ　、、Ａ　！・・・Ａｎおよび軌跡Ｂを
読み出す。次に、時刻１＋、１＊・・・・・・ｋｎにお
ける軌跡Ａの変位Ａ　ｒ　、　Ａ　ｔ・・・・・・Ａｎ
と、軌跡Ｂの間の遅れ時間△ｔ１△ｔ、・・・△ｔｎ（
第３図参照）をそれぞれ求め、次いで、遅れ時間△ｔ１
．△ｔ、・・・△ｔｎにより補正した軌跡Ｓを求める。

そして、演算処理装置７はこの軌跡Ｓの各点の変位デー
タである補正ティーチングデータをＤ／Ａコンバータ９
を介してサーボ増幅器ｌＯへ出力する。サーボ増幅器ｌ
Ｏは、Ｄ／Ａコンバータ９から供給される信号Ｓ３と、
入力回路５からの位置信号Ｓ２との間の偏差信号Ｓ４を
求め、この偏差信号Ｓ４をアクチュエータ３に供給する
。アクチュエータ３は、油圧駆動装置４の動力を用い、
制御信号Ｓ４によりマニピュレータ１を駆動する。これ
により、信号Ｓ２と信号Ｓ３との偏差が０になるように
マニピュレータ１がサーボ駆動される。

次に、上述した補正ティーチングデータを求める過程を
第４図を参照して詳述する。

まず、軌跡Ｂは、図に示す時刻Ｌ１．Ｌ２＋Ｌａ・・・
・における変位Ｂ、’、Ｂ、’、Ｂ、°・・・・・・を
示ずデータによってメモリＢ内に書き込まれる。したが
って、遅れ時間Δｔ、は、図に示す点Ａｔから横軸に平
行に引いた直線と、点Ｂ　＝’　、　Ｂ　ｓ’を結んだ
直線との交点Ｂ、と点Ａ、との間の距離として求められ
る。具体的には、点Ｂ、に対応する時刻が、時刻ｔ＊　
　ｔ１間を１０分割した時刻りいとして求められ、した
がって、時間Δｔ、が（ｔ’ｓ　　ｔｔ）として求めら
れる。次に、点Ａｔから点Ｂｔと反対方向へΔｔ、をと
って点Ｓ、を求める。

次に、上記と全く同様にして、点Ａ、に対応する点Ｓ３
を求める。次に、時刻ｔ、を示ず垂線と点Ｓｙ、Ｓｓを
結んだ線との交点Ｓｔｓを求める。この点Ｓ’ｓが示す
変位が、点Ａ、に対応する補正ティーチングデータであ
る。以下、同様にして、点Ａ３、Ａ、・・・・・・Ａｎ
に対応する点Ｓ　３４＋　Ｓ　４５・・・・・・を求め
、補正ティーチングデータを算出する。この場合、時刻
１．．１．・・・ｋｎ間の時間間隔を短くすれば、変位
Ｓ　！３＋　Ｓ　３４１　Ｓ　４１１・・・を結んで得
られる曲線が所望の軌跡への形状に近付き、軌跡Ｓの精
度が高められる。

なお、上記実施例ではＣＰティーチングの場合を説明し
たが、この発明は、ＦＴＰ（各点制御）方式の場合も同
様に適用することができる。また、上記実施例では油圧
式ロボットの場合について説明したが、この発明は電動
駆動式のロボットの場合も同様に、同様に適用すること
ができ、上記実施例と同様の効果を奏する。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、ティー
チング・データを自動的に補正してロボットの遅れ要素
を補償するように構成したので、ティーチング作業者が
ロボットの軌跡誤差を予測してティーチングをする必要
がなく、従って、ティーチング作業者がロボット固有の
遅れ特性を熟知している必要がなくなると共に、ティー
チング時間の短縮が可能となる。また、作業者の感にた
よる場合より軌跡の精度の向上が図れるので、ロボット
を用いた塗装等の品質を向上させることが可能となる効
果がある。さらに、この発明によれば、大型のコンピュ
ータを備えなくとも、マイクロコンピュータ等の小型の
コンピュータにより充分に処理できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による軌跡補正方法を適用
した工業用ロボットの構成を示すブロック図、第２図は
ティーチング・データ、実際の軌跡および補正ティーチ
ング・データの軌跡を示す図、第３図は第２図の一部分
を詳細に示す図、第４図は第２図に示す補正ティーチン
グ・データの軌跡を求める処理を説明するための図であ
る。 ！・・・・・・マニピュレータ、 ３・・・・・・アクチュエータ、 ７・・・・・・演算処理装置、 ８・・・・・・メモリ、 ｌＯ・・・・・・サーボ増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マニピュレータの動作の軌跡を指定するティーチング・
   データを時刻に対応させて記憶手段に予め記憶させ、前
   記マニピュレータの駆動時において、前記記憶手段から
   前記ティーチング・データを読み出し、読み出した前記
   ティーチング・データに従って前記マニピュレータの駆
   動を制御する工業用ロボットにおいて、 前記ティーチング・データにより前記マニピュレータを
   駆動して前記マニピュレータの軌跡を求める第１の処理
   と、 前記ティーチング・データと前記第１の処理によって求
   めた軌跡とを比較することにより、前記マニュピレータ
   が示す応答の遅れ時間を複数時刻について求める第２の
   処理と、 前記第２の処理によって求められた応答の遅れ時間に基
   づいて、前記ティーチング・データを補正する第３の処
   理と、 を有することを特徴とする工業用ロボットにおける軌跡
   補正方法。