JPH04304987A - Robot control device - Google Patents

Robot control device

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Publication number
JPH04304987A
JPH04304987A JP6828991A JP6828991A JPH04304987A JP H04304987 A JPH04304987 A JP H04304987A JP 6828991 A JP6828991 A JP 6828991A JP 6828991 A JP6828991 A JP 6828991A JP H04304987 A JPH04304987 A JP H04304987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
command
speed
amount
originated
Prior art date
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Pending
Application number
JP6828991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Miyazawa
宮澤比呂之
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP6828991A priority Critical patent/JPH04304987A/en
Publication of JPH04304987A publication Critical patent/JPH04304987A/en
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Abstract

PURPOSE:To smoothly move the hand effector of a robot in a desired direction by providing the robot having plural moving axes with a filter means which uses software to smooth a command of direction or speed on a generated rectangular coordinate. CONSTITUTION:An originating means 202 for the vector of each direction originate predetermined unit vectors in accordance with a control variable input by a control variable input means 201. Outputs smoothed by filter operations as to each of the X, Y, Z directions of a rectangular coordinate are originated by a filter means 203 in accordance with the vectors originated. An amount of movement generating means 204 multiplies the originated amount of each direction by a fixed amount of speed. The amounts of movement in each direction after a very short time are added together by a rectangular coordinate position command generating means 205 to generate a position command after the short time. A coordinate converting means 206 converts the position command into the rotary angle command of a robot motor and a servo rotation transfer means 207 transfers the rotary angle command to each servo circuit.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot control device.

【0002】0002

【従来の技術】ロボットを直交座標上で教示作業等で遠
隔操作するにはこれまで動作する方向への操作があるた
びに加速・減速処理を行なった一定移動量の指令を生成
し、一刻みずつステップ状に動作する方法があった。ま
た、上記のようなステップ状の指令を動作に先行して生
成し2つのFIFOメモリに交互に記憶させ、それらを
足したものでロボットを制御することにより停止するこ
とがなく動作させる方法もあった。
[Prior Art] In order to remotely control a robot on orthogonal coordinates for teaching work, etc., a command for a fixed amount of movement is generated by performing acceleration/deceleration processing every time there is an operation in the direction of movement. There was a method that worked step by step. There is also a method of generating step-like commands like the one above before the operation, storing them alternately in two FIFO memories, and controlling the robot with the sum of these commands so that the robot can operate without stopping. Ta.

【0003】他に、動作する方向への操作がある間はそ
の方向に加速・定速指令を生成し、操作が無くなったと
ころで減速指令を生成しロボットを停止させる方法もあ
った。
Another method has been to generate an acceleration/constant speed command in that direction while there is an operation in that direction, and then generate a deceleration command to stop the robot when there is no more operation.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】上記一刻みずつステッ
プ状に動作する方法では、必要な刻み幅を正確に動作さ
せるには良いが遠くの作業点にロボットの手先効果器を
速やかに移動させるには煩わしかった。また、ステップ
状の指令を2つのFIFOメモリに交互に記憶させそれ
らを足したものでロボットを制御する方法は、加速・減
速距離と刻み幅により動作速度が制限されたり、操作を
止めてもすぐにはロボットが停止しないという問題があ
った。
[Problem to be Solved by the Invention] The above method of moving step by step is good for accurately moving the necessary step size, but it is difficult to move the robot's hand effector to a distant work point quickly. was annoying. In addition, the method of controlling the robot by storing step-like commands alternately in two FIFO memories and adding them together may limit the operating speed depending on the acceleration/deceleration distance and step size, or the had a problem with the robot not stopping.

【0005】動作する方向への操作がある間はその方向
に加速・定速指令を生成し、操作が無くなったところで
減速指令を生成しロボットを停止させる方法では、動作
方向を変更しようとする場合、停止させないで別方向指
令を生成すると特定方向に無限大の加速度が加わること
になりロボットに悪影響となる振動を発生させるため、
通常は一旦ロボットを停止させ続いて別方向指令を生成
していた。
[0005] While there is an operation in the direction of movement, an acceleration/constant speed command is generated in that direction, and when there is no more operation, a deceleration command is generated to stop the robot. However, when attempting to change the direction of movement, If a different direction command is generated without stopping the robot, infinite acceleration will be applied in a specific direction, which will cause vibrations that will have a negative impact on the robot.
Normally, the robot would be stopped once and then a command for another direction would be generated.

【0006】本発明の目的は、任意の方向に対しなめら
かにロボットの手先効果器を動作させ、また動作途中か
らスムーズに軌跡を変更することが容易に実現すること
にある。
An object of the present invention is to easily move a hand effector of a robot smoothly in any direction and to change the trajectory smoothly during the movement.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、生成された
直交座標系上の方向指令をなめらかにするソフトウェア
によるフィルタ手段を有し、ロボットを教示作業等で遠
隔操作する際に、動作経路生成手段では操作入力に応じ
て各方向に微少な一定時間毎に一定量でロボットが移動
するような直交座標系上の方向指令を生成し、これを前
記フィルタ手段により空間上の各方向毎になめらかな方
向指令に変換し、これに適当な速度量を掛け、これより
位置指令を生成し、それをロボットの各関節の座標系に
変換し、ロボットをこの生成された関節位置に制御する
ことにより達成される。
[Means for Solving the Problems] The above object is to have a filter means using software that smooths direction commands on the generated orthogonal coordinate system, and to generate motion paths when remotely controlling a robot for teaching work, etc. The means generates a direction command on an orthogonal coordinate system that causes the robot to move by a fixed amount in each direction at minute fixed intervals in response to the operation input, and the filter means smoothes this direction in each direction in space. By converting it into a direction command, multiplying it by an appropriate speed amount, generating a position command from this, converting it to the coordinate system of each joint of the robot, and controlling the robot to this generated joint position. achieved.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、ロボットの制御装置の、特に教示作
業等でロボットを遠隔操作する際にソフトウェアによる
フィルタ手段を利用して、動作経路生成手段では一定の
方向または速度指令を生成するものである。
[Operation] The present invention utilizes a software filter means of a robot control device, especially when remotely controlling a robot for teaching work, etc., to generate a fixed direction or speed command in the motion path generating means. be.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図2及び図
3により説明する。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

【0010】図1は本発明によるロボットの制御装置の
一実施例となる水平移動のための2軸の駆動軸を備えそ
の作動先端に垂直方向の移動のための1軸の駆動軸を備
えたロボットとその制御装置のブロック図である。図中
101はロボットの基部に取り付けられ第1アームを回
転駆動するモータであり、102は第1アーム上に取り
付けられ第2アームを回転駆動するモータであり、10
3は第2アーム上に取り付けられボールネジによりスプ
ラインシャフトを上下駆動する垂直駆動用のモータであ
る。104は制御装置の入出力回路、105はプログラ
ムの実行や様々な計算を行なう計算機、106は現在の
各関節の角度や遠隔操作時の速度設定値やフィルタ演算
のための変数を記憶したりプログラムを蓄積したりする
記憶回路、107はサーボ回路に対し一定の微少な時間
毎に指令を与えるため105の計算機に一定な微少な時
間毎に割り込み信号を与える割り込み信号生成回路、1
08〜110は105から一定の微少な時間毎に送られ
る各モータの回転角度指令に常に追従させることにより
ロボットの各アームを制御するサーボ回路である。11
1は遠隔操作時にロボットの手先効果器の位置をどちら
の方向へ動作させるか直交座標系の各XYZ方向にそれ
ぞれ正方向・負方向の合計6個スイッチが付いた操作装
置である。教示者が操作装置111を用いてロボットの
遠隔操作を行なうと入出力回路104を通して計算機1
05に送られ、計算機105では微少な時間毎にサーボ
回路108〜110にモータの回転角度指令を与える。 サーボ回路108〜110では計算機105から与えら
れたモータの回転角度に常に各アームを制御する。
FIG. 1 shows an embodiment of a robot control device according to the present invention, which has two drive shafts for horizontal movement and one drive shaft for vertical movement at its operating tip. FIG. 2 is a block diagram of a robot and its control device. In the figure, 101 is a motor attached to the base of the robot and rotates the first arm, 102 is a motor attached to the first arm and rotationally drives the second arm, and 10
Reference numeral 3 designates a vertical drive motor that is mounted on the second arm and drives the spline shaft up and down using a ball screw. 104 is an input/output circuit of the control device; 105 is a computer that executes programs and performs various calculations; and 106 is a computer that stores the current angles of each joint, speed setting values during remote control, and variables for filter calculations. 107 is an interrupt signal generation circuit that supplies an interrupt signal to the computer 105 at regular minute intervals in order to give commands to the servo circuit at regular minute intervals;
Servo circuits 08 to 110 control each arm of the robot by always following the rotation angle command for each motor sent from 105 at regular minute intervals. 11
Reference numeral 1 denotes an operating device that has a total of six switches in each of the X, Y, and Z directions of the orthogonal coordinate system, one in the positive direction and one in the negative direction, to determine in which direction the position of the hand effector of the robot is to be moved during remote control. When the instructor remotely controls the robot using the operating device 111, the computer 1
05, and the computer 105 gives motor rotation angle commands to the servo circuits 108 to 110 at minute intervals. Servo circuits 108 to 110 always control each arm to the rotation angle of the motor given by computer 105.

【0011】図2は本発明による各関節の回転角度指令
を生成する流れ図を示す。図2の流れ図は、教示作業等
で遠隔操作を行なう際に図1割り込み信号発生回路10
7の割り込み信号により一定の微少な時間毎に起動され
次の割り込み信号までには処理を終える。図中201は
操作量入力手段であり、図1入出力回路104を通して
操作装置111で操作されているスイッチの状態を得る
。202は各方向ベクトル作成手段であり、いま操作装
置111ではX正方向とY正方向の2つのスイッチが押
されているものとすると、大きさが1で方向がX正方向
単位ベクトルとY正方向単位ベクトルを足した単位ベク
トル、(0.7071,0.7071,0)を生成する
。203はフィルタ手段であり、202で生成されたベ
クトルを入力として直交座標系のXYZ各方向毎にフィ
ルタ演算によりなめらかにした出力を生成する。204
は移動量生成手段であり、203で生成された各方向に
対する量に対し一定の速度量を掛ける。ロボットの動作
速度は掛ける速度量と割り込み信号の入る微少な一定時
間間隔により決定される。205は微少時間後の直交座
標系位置指令生成手段であり、現在のロボットの手先効
果器の直交座標系上での位置に204で生成された微少
時間後の各方向の移動量を足すことにより微少時間後の
位置指令を生成する。206は座標変換手段であり、2
05で生成された直交座標系上での位置指令をロボット
の各関節に取り付けられたモータの回転角度指令に変換
する。207は206で得られたモータの回転角度指令
をサーボ回路108〜110に転送するサーボ回路転送
手段である。
FIG. 2 shows a flowchart for generating rotation angle commands for each joint according to the present invention. The flowchart in FIG. 2 shows the interrupt signal generation circuit 10 in FIG.
It is activated at regular minute intervals by the interrupt signal No. 7, and completes its processing by the next interrupt signal. In the figure, reference numeral 201 denotes an operation amount input means, which obtains the state of the switch operated by the operating device 111 through the input/output circuit 104 in FIG. 202 is a vector creation means for each direction, and assuming that two switches in the X positive direction and Y positive direction are currently pressed in the operating device 111, the magnitude is 1 and the direction is a unit vector in the X positive direction and a unit vector in the Y positive direction. A unit vector (0.7071, 0.7071, 0) is generated by adding the direction unit vector. Reference numeral 203 denotes a filter means, which receives the vector generated at 202 as input and generates a smoothed output by filter operation in each of the X, Y, and Z directions of the orthogonal coordinate system. 204
is a movement amount generating means, which multiplies the amount for each direction generated in step 203 by a constant speed amount. The operating speed of the robot is determined by the amount of speed multiplied by the speed and the small constant time interval at which the interrupt signal is received. Reference numeral 205 is an orthogonal coordinate system position command generation means after a minute time, which adds the amount of movement in each direction after a minute time generated in 204 to the current position of the hand effector of the robot on the orthogonal coordinate system. Generates a position command after a short time. 206 is a coordinate transformation means;
The position command on the orthogonal coordinate system generated in step 05 is converted into a rotation angle command for the motor attached to each joint of the robot. 207 is a servo circuit transfer means for transferring the motor rotation angle command obtained in 206 to the servo circuits 108-110.

【0012】図3は、図2の203のフィルタ手段の入
出力の関係を表わす図であり、一定入力が与えられた場
合の出力の変化を示している。縦軸に入出力値、横軸に
第1回目からk回目までの出力結果を示している。通常
フィルタ手段にはソフトウェアによる1次遅れ系シミュ
レーションを利用し、一次遅れ系の時定数をロボットに
振動が発生しないよう適当に決めて各方向のフィルタ手
段に対し共通に用いる。ソフトウェアによる処理で同一
時定数で行なうため、ハードウェア回路で発生するよう
なオフセットが存在せず各方向に対し作業者の望みの方
向への出力が得られる。
FIG. 3 is a diagram showing the input/output relationship of the filter means 203 in FIG. 2, and shows changes in the output when a constant input is applied. The vertical axis shows the input/output values, and the horizontal axis shows the output results from the first time to the kth time. Normally, a first-order lag system simulation using software is used for the filter means, and the time constant of the first-order lag system is appropriately determined so as not to generate vibrations in the robot, and is commonly used for the filter means in each direction. Since processing is performed by software with the same time constant, there is no offset that occurs in hardware circuits, and output can be obtained in each direction in the direction desired by the operator.

【0013】本実施例において図1の操作装置のスイッ
チの形状は重要でない。本実施例では6個のスイッチに
より動作方向を指定しているが、連続的に各方向を指定
できるような操作装置が作成できれば、思い通りの方向
にロボットを遠隔操作することが可能である。
In this embodiment, the shape of the switch of the operating device of FIG. 1 is not important. In this embodiment, six switches are used to specify the direction of operation, but if an operating device that can sequentially specify each direction can be created, it will be possible to remotely control the robot in the desired direction.

【0014】以上の如く図1のような制御装置において
、教示作業等の遠隔操作時に図3に示される特性のフィ
ルタ手段を用いて、図2の流れ図に従えば、任意の方向
に対しなめらかにロボットの手先効果器を動作させ、ま
た動作途中からでもスムーズに軌跡を変更することが容
易に実現できる。
As described above, in the control device as shown in FIG. 1, if the filter means having the characteristics shown in FIG. 3 is used during remote operation such as teaching work, and the flowchart of FIG. It is possible to easily operate the robot's hand effector and smoothly change the trajectory even in the middle of the operation.

【0015】[0015]

【発明の効果】複数の動作軸を有するロボットにおいて
、生成された直交座標系上の方向または速度指令をなめ
らかにするソフトウェアによるフィルタ手段を有し、作
業者がロボットを教示作業等で遠隔操作する際には、一
定方向にロボットが移動するような直交座標系上の方向
または速度指令を生成しそれを前記フィルタ手段により
2または3次元空間上の各方向毎のなめらかな方向また
は速度指令に変換し、このなめらかな方向または速度指
令によりロボットの各動作軸を制御することにより、任
意の方向に対しなめらかにロボットの手先効果器を動作
させ、また動作途中からでもスムーズに軌跡を変更する
ことが実現できる。
[Effects of the Invention] A robot having multiple motion axes has a software filter means for smoothing the generated direction or speed command on the orthogonal coordinate system, and allows an operator to remotely control the robot for teaching work, etc. In this case, a direction or speed command on an orthogonal coordinate system that causes the robot to move in a certain direction is generated, and then converted into a smooth direction or speed command for each direction in a two- or three-dimensional space by the filter means. By controlling each movement axis of the robot with this smooth direction or speed command, it is possible to smoothly move the robot's hand effector in any direction and change the trajectory smoothly even in the middle of movement. realizable.

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

【図1】本発明によるロボットの制御装置の一実施例と
なるロボットとその制御装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a robot and its control device, which is an embodiment of the robot control device according to the present invention.

【図2】本発明によるロボットの各関節の回転角度指令
を生成する流れ図である。
FIG. 2 is a flowchart for generating rotation angle commands for each joint of the robot according to the present invention.

【図3】本発明に有するフィルタ手段の入出力の関係を
表わす図である。
FIG. 3 is a diagram showing the input/output relationship of the filter means included in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101    第1アーム回転駆動用モータ102  
  第2アーム回転駆動用モータ103    垂直駆
動軸用モータ 104    入出力回路 105    計算機 106    記憶回路 107    割り込み信号生成回路 108〜110    サーボ回路 110    操作装置 201    操作量入力手段 202    各方向ベクトル作成手段203    
フィルタ手段 204    移動量生成手段 205    直交座標系位置指令生成手段206  
  座標変換手段 207    サーボ回路転送手段
101 First arm rotation drive motor 102
Second arm rotation drive motor 103 Vertical drive shaft motor 104 Input/output circuit 105 Computer 106 Memory circuit 107 Interrupt signal generation circuits 108 to 110 Servo circuit 110 Operating device 201 Operation amount input means 202 Each direction vector generation means 203
Filter means 204 Movement amount generation means 205 Cartesian coordinate system position command generation means 206
Coordinate conversion means 207 Servo circuit transfer means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  複数の動作軸を有するロボットにおい
て、生成された直交座標系上の方向または速度指令をな
めらかにするソフトウェアによるフィルタ手段を有し、
作業者がロボットを教示作業等で遠隔操作する際には、
一定方向にロボットが移動するような直交座標系上の方
向または速度指令を生成しそれを前記フィルタ手段によ
り2または3次元空間上の各方向毎のなめらかな方向ま
たは速度指令に変換し、このなめらかな方向または速度
指令によりロボットの各動作軸を制御することを特徴と
するロボット制御装置。
1. A robot having a plurality of motion axes, comprising software filter means for smoothing a generated direction or speed command on an orthogonal coordinate system,
When a worker remotely controls a robot for teaching work, etc.,
A direction or speed command on an orthogonal coordinate system that causes the robot to move in a certain direction is generated, and it is converted by the filter means into a smooth direction or speed command for each direction in a two- or three-dimensional space. 1. A robot control device that controls each motion axis of a robot using specific direction or speed commands.
JP6828991A 1991-04-01 1991-04-01 Robot control device Pending JPH04304987A (en)

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Cited By (2)

* 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
JP2014076498A (en) * 2012-10-09 2014-05-01 Sinfonia Technology Co Ltd Articulated robot and semiconductor wafer carrier device

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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
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