JPH05241627A - Control method for robot - Google Patents
Control method for robotInfo
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- JPH05241627A JPH05241627A JP4253892A JP4253892A JPH05241627A JP H05241627 A JPH05241627 A JP H05241627A JP 4253892 A JP4253892 A JP 4253892A JP 4253892 A JP4253892 A JP 4253892A JP H05241627 A JPH05241627 A JP H05241627A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの制御
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an industrial robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】ロボットの軌跡演算において、ツール先
端の位置を算出する手順を次に示す。2. Description of the Related Art A procedure for calculating the position of the tip of a tool in calculating the trajectory of a robot will be described below.
【0003】時刻tにおけるツール先端の位置ベクトル
をP[t]、時刻tから単位時間Δτにおけるツール先
端の移動ベクトルをU[t]とする。これにより、時刻
(t+Δτ)におけるツール先端の位置ベクトルP[t
+Δτ]は、The position vector of the tool tip at time t is P [t], and the movement vector of the tool tip at unit time Δτ from time t is U [t]. As a result, the position vector P [t of the tool tip at time (t + Δτ) is obtained.
+ Δτ] is
【0004】[0004]
【数1】 [Equation 1]
【0005】となる。複数個の教示点間において、単位
時間毎に式(1)の演算により、ロボットのツール先端
の軌跡制御を行っている。昨今、ロボットの用途拡大に
ともない、作業品質を向上するため、ロボット自身が環
境を認識して制御を行う機能が必要とされている。この
ような要求に対するものとして、センサなどの外部要素
によって作業対象の位置情報を得て、実時間でツール先
端の軌跡を修正する機能がある。[0005] The trajectory of the tool tip of the robot is controlled between the plurality of teaching points by the calculation of the formula (1) every unit time. In recent years, along with the expansion of applications of robots, in order to improve work quality, it is necessary for the robot itself to recognize the environment and perform control. As a response to such a request, there is a function of obtaining position information of a work target by an external element such as a sensor and correcting the trajectory of the tool tip in real time.
【0006】このようなロボットにおいて、ツール先端
の位置を算出する手順を次に示す。時間tにおいて、外
部要素により得られるツール先端の位置修正ベクトルを
S[t]とする。時刻(t+Δτ)におけるツール先端
の位置ベクトルP[t+Δτ]は(数2)となり、S
[t]により軌跡が修正制御され、作業品質を向上する
ことが可能となる。The procedure for calculating the position of the tool tip in such a robot will be described below. At time t, the position correction vector of the tool tip obtained by the external element is S [t]. The position vector P [t + Δτ] of the tool tip at time (t + Δτ) becomes (Equation 2), and S
The locus is corrected and controlled by [t], and the work quality can be improved.
【0007】[0007]
【数2】 [Equation 2]
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記の技術により、実
時間でのツール先端の軌跡修正が可能となる。しかし、
ロボットの用途によっては、ツールの方向が作業品質向
上の重要な要因となる場合がある。このような用途にお
いては、ツール先端の位置を制御すると同時に、軌跡の
方向に対して、ツールの方向を一定になるように制御す
ることが必要となってくる。With the above technique, it is possible to correct the trajectory of the tool tip in real time. But,
Depending on the application of the robot, the direction of the tool may be an important factor for improving work quality. In such an application, it is necessary to control the position of the tool tip and at the same time control the direction of the tool to be constant with respect to the direction of the trajectory.
【0009】本発明は、ツールの方向が常に一定にな
る、ロボットの制御方法を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a robot control method in which the tool direction is always constant.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロボットの制御方法は、時刻tにおけるツ
ール先端の位置ベクトルと、時刻tから単位時間Δτに
おけるツール先端の移動ベクトルと、時刻tにおいて外
部要素により得られるツール先端の位置修正ベクトル
と、時刻tから過去に遡った一定時間における任意個の
ツール先端の位置ベクトルにより算出されるツール先端
の軌跡方向ベクトルと、時刻tにおけるツール方向ベク
トルとにより、時刻(t+Δτ)におけるツール方向ベ
クトルを算出してツール先端の軌跡方向ベクトルとツー
ル方向ベクトルとのなす角度が一定になるように制御す
る。In order to achieve the above object, a robot control method according to the present invention comprises: a tool tip position vector at time t; a tool tip movement vector at a unit time Δτ from time t; A tool tip position correction vector obtained by an external element at time t, a tool tip trajectory direction vector calculated from the position vector of any number of tool tips at a certain time retroactively from time t, and a tool at time t Based on the direction vector, the tool direction vector at time (t + Δτ) is calculated, and control is performed so that the angle formed by the tool direction vector and the trajectory direction vector of the tool tip is constant.
【0011】[0011]
【作用】上記の手順により、ツール先端の軌跡制御を行
うことにより、ツール先端の軌跡方向とツール方向との
なす角度が一定となり、その結果、作業品質の向上を図
ることが可能となる。By performing the trajectory control of the tool tip by the above procedure, the angle formed by the trajectory direction of the tool tip and the tool direction becomes constant, and as a result, it is possible to improve the work quality.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は本発明の制御方法を説明するためのベ
クトル図である。図中の記号を下記に定義する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vector diagram for explaining the control method of the present invention. The symbols in the figure are defined below.
【0013】[0013]
【数3】 [Equation 3]
【0014】時刻tにおいて、ツール先端の軌跡の方向
を表す単位ベクトルをD[t]とし、これを求めるベク
トル関数fを定義する。ただし、mは任意の整数とす
る。At time t, a unit vector representing the direction of the trajectory of the tool tip is defined as D [t], and a vector function f for obtaining this is defined. However, m is an arbitrary integer.
【0015】[0015]
【数4】 [Equation 4]
【0016】ベクトル関数fは、ツールの移動軌跡の方
向を求める任意の関数であり、センサの位置修正情報の
精度、ツールの制御精度等に応じて、適切な関数を選択
すればよい。たとえば、The vector function f is an arbitrary function for obtaining the direction of the movement locus of the tool, and an appropriate function may be selected according to the accuracy of the position correction information of the sensor, the control accuracy of the tool, and the like. For example,
【0017】[0017]
【数5】 [Equation 5]
【0018】としてもよいし、回帰直線や、自由曲線近
似を用いてもよい。単純にAlternatively, a regression line or a free curve approximation may be used. Simply
【0019】[0019]
【数6】 [Equation 6]
【0020】としないのは、センサの位置修正情報の精
度により、ツール方向が敏感、かつ頻繁に変わるのを避
けるためである。The reason is not to prevent the tool direction from changing sensitively and frequently due to the accuracy of the position correction information of the sensor.
【0021】時刻(t+Δτ)におけるツール先端の位
置ベクトルは、式(2)により算出される。次に時刻
(t+Δτ)におけるツール方向単位ベクトルT[t+
Δτ]を求める。まず、時刻(t+Δτ)におけるツー
ル先端の軌跡の方向を表す単位ベクトルD[t+Δτ]
は、The position vector of the tool tip at time (t + Δτ) is calculated by the equation (2). Next, at the time (t + Δτ), the tool direction unit vector T [t +
Δτ] is calculated. First, a unit vector D [t + Δτ] representing the direction of the trajectory of the tool tip at time (t + Δτ)
Is
【0022】[0022]
【数7】 [Equation 7]
【0023】により求める。単位ベクトルA[t]を次
のように定義する。It is calculated by The unit vector A [t] is defined as follows.
【0024】[0024]
【数8】 [Equation 8]
【0025】式(7)を用いて、時刻(t+Δτ)にお
けるツール先端の軌跡方向と、ツール方向とのなす角度
を、時刻tと同じにするためには、時刻(t+Δτ)に
おけるトーチ方向単位ベクトルT[t+Δt]は、次の
ようになる。Using equation (7), in order to make the angle formed by the tool direction and the trajectory of the tool tip at time (t + Δτ) the same as at time t, the torch direction unit vector at time (t + Δτ) T [t + Δt] is as follows.
【0026】[0026]
【数9】 [Equation 9]
【0027】以上の数式を利用した実施例として、アー
ク溶接ロボットシステムへの適用について説明する。ア
ーク溶接ロボットは、ツールとして溶接トーチを把持
し、これを軌跡制御することにより溶接を行う。この
時、溶接線とトーチとのなす角度は、前進角、あるいは
後退角と呼ばれ、溶接品質に影響を及ぼす重要な要因で
ある。したがって、溶接中にはこの角度を一定に保つの
が望ましく、本発明を適用して溶接品質を向上してい
る。Application to an arc welding robot system will be described as an embodiment using the above mathematical expressions. The arc welding robot grips a welding torch as a tool and controls the trajectory of the welding torch to perform welding. At this time, the angle formed by the welding line and the torch is called an advancing angle or a receding angle, which is an important factor affecting welding quality. Therefore, it is desirable to keep this angle constant during welding, and the present invention is applied to improve the welding quality.
【0028】図2はアーク溶接ロボットシシテムの構成
である。ロボット3、およびアーク溶接機4は制御装置
2により軌跡および溶接の制御が行われる。本システム
では、溶接線倣いセンサとしてアークセンサ1を用いて
いる。アークセンサ1は、溶接信号の変化より溶接線の
ずれを検出するもので、アーク溶接においてもっとも実
用的な倣いセンサである。アークセンサ1からは、トー
チ方向およびトーチ方向と溶接線方向とに垂直な方向の
位置修正データがロボットの制御装置2へ送られ、実時
間でトーチ先端の軌跡が修正されて、溶接線倣いが行わ
れる。制御装置2には、本発明の制御手順がプログラム
として搭載されており、アークセンサ1からの位置修正
情報により、トーチ先端の軌跡方向とトーチ方向とのな
す角度が一定になるように軌跡制御される。FIG. 2 shows the configuration of the arc welding robot system. The controller 3 controls the trajectory and welding of the robot 3 and the arc welder 4. In this system, the arc sensor 1 is used as a welding line scanning sensor. The arc sensor 1 detects the deviation of the welding line from the change of the welding signal, and is the most practical copying sensor in arc welding. From the arc sensor 1, position correction data in the torch direction and in a direction perpendicular to the torch direction and the welding line direction are sent to the controller 2 of the robot, the trajectory of the torch tip is corrected in real time, and the welding line tracing is performed. Done. The control device 2 is loaded with the control procedure of the present invention as a program, and the locus is controlled by the position correction information from the arc sensor 1 so that the angle formed by the locus direction of the torch tip and the torch direction becomes constant. It
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明により、センサなどの外部要素に
よる位置修正指令に対して、ツール先端の軌跡方向とツ
ール方向とのなす角度を一定に維持することが可能とな
り、作業品質の向上を図ることが可能となる。今後、セ
ンサを活用した位置修正機能を有するロボットの需要が
拡大する状況において、本発明は必要不可欠なものであ
り、産業上の貢献は非常に大きいといえる。According to the present invention, it becomes possible to maintain a constant angle between the tool tip trajectory direction and the tool direction in response to a position correction command from an external element such as a sensor, thereby improving work quality. It becomes possible. It can be said that the present invention is indispensable in the future where the demand for robots having a position correcting function utilizing sensors expands, and the industrial contribution is very large.
【図1】本発明の制御方法を説明するためのベクトル図FIG. 1 is a vector diagram for explaining a control method of the present invention.
【図2】本発明の適用例であるアーク溶接ロボットシス
テムの構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an arc welding robot system as an application example of the present invention.
1 アークセンサ 2 制御装置 3 ロボット 4 アーク溶接機 1 arc sensor 2 controller 3 robot 4 arc welder
Claims (2)
ルと、時刻tから単位時間Δτにおけるツール先端の移
動ベクトルと、時刻tにおいて外部要素により得られる
ツール先端の位置修正ベクトルとにより、時刻(t+Δ
τ)におけるツール先端の位置ベクトルを算出して軌跡
制御を行うロボットの制御方法であって、時刻tにおけ
る前記3つのベクトルと、時刻tから過去に遡った一定
時間における任意個のツール先端の位置ベクトルにより
算出されるツール先端の軌跡方向ベクトルと、時刻tに
おけるツール方向ベクトルとにより、時刻(t+Δτ)
におけるツール方向ベクトルを算出して軌跡制御を行う
ことにより、ツール先端の軌跡方向ベクトルとツール方
向ベクトルとのなす角度が一定になるように制御するこ
とを特徴とするロボットの制御方法。1. The time (t + Δ) is calculated by a tool tip position vector at time t, a tool tip movement vector at unit time Δτ from time t, and a tool tip position correction vector obtained by an external element at time t.
(3) A robot control method for calculating a position vector of a tool tip at τ) to perform trajectory control, wherein the three vectors at time t and the positions of any number of tool tips at a certain time retroactively from time t Time (t + Δτ) from the trajectory direction vector of the tool tip calculated by the vector and the tool direction vector at time t
A method for controlling a robot characterized in that the tool direction vector is calculated and the trajectory control is performed so that the angle formed by the trajectory direction vector of the tool tip and the tool direction vector becomes constant.
は溶接トーチ、外部要素は溶接線認識センサである請求
項1記載のロボットの制御方法。2. The robot control method according to claim 1, wherein the robot is an arc welding robot, the tool is a welding torch, and the external element is a welding line recognition sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253892A JPH05241627A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control method for robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253892A JPH05241627A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control method for robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05241627A true JPH05241627A (en) | 1993-09-21 |
Family
ID=12638850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4253892A Pending JPH05241627A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control method for robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05241627A (en) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4253892A patent/JPH05241627A/en active Pending
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