JPH0527125B2 - - Google Patents
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- JPH0527125B2 JPH0527125B2 JP59047179A JP4717984A JPH0527125B2 JP H0527125 B2 JPH0527125 B2 JP H0527125B2 JP 59047179 A JP59047179 A JP 59047179A JP 4717984 A JP4717984 A JP 4717984A JP H0527125 B2 JPH0527125 B2 JP H0527125B2
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- JP
- Japan
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- robot
- rotary table
- interpolation
- coordinate system
- rotation angle
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
- G05B19/423—Teaching successive positions by walk-through, i.e. the tool head or end effector being grasped and guided directly, with or without servo-assistance, to follow a path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
- G05B19/4182—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell manipulators and conveyor only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
技術分野
本発明は産業用ロボツトと回転テーブルとを同
期させて動作させるロボツト装置に関する。 従来技術 産業用ロボツトとワークを載置した回転テーブ
ルとを同期させて動作させることにより、ロボツ
ト側の動きを単純化し、作業のスピードアツプを
図ると共にロボツトを小型化可能とするロボツト
装置は既に知られている。それらは、ロボツト又
は回転テーブルのいずれかに走行手段を付加した
ものが多い。 このような従来のロボツト装置においては、走
行手段の走行軸上にロボツトかあるいは回転テー
ブルを載置するため、重量の大きいものを移動さ
せることになり、走行軸および走行手段が大がか
りなものとなるとともに、精度を確保するのが難
しい。また走行軸に沿う走行手段の動作範囲を確
保するために、大きなスペースを確保する必要が
あり、走行軸の配設に当たり制約が生じ、周辺装
置との位置関係を調整する必要があるという問題
を有する。 また他の従来のロボツト装置においては、テイ
ーチデータがロボツトの有する特有の座標系（絶
対座標系）上の値として記憶されるかあるいはロ
ボツトの各軸の変位量（角度）として記憶されて
いるため、このテイーチデータを用いてプレイバ
ツクを行う際、ロボツトと回転テーブルとの相対
運動を考慮した上で行う補関計算が著しく煩雑と
なり、演算時間が長くなり、サンプリング時間を
短かくすることができないため、作業精度が落ち
るという問題があつた。さらに、絶対座標系のテ
イーチデータによると、各ワークの形状を表わす
データをそのまま入力することができないという
不都合もあつた。また、回転テーブルとロボツト
との相対的位置関係が変わつた時に再度テイーチ
ングをする必要があるという不都合があつた。 発明の目的 未発明は従来技術の上述した問題を解決するも
のであり、その目的は、演算時間を短縮して、高
い精度で制御を行うことのできるロボツト装置を
提供することにある。 発明の構成 上述した目的を達成する本願の第１発明の構成
は、少なくとも二次元動作が可能なロボツトと、
該ロボツトと同期して回転しワークが載置せしめ
られる回転テーブルと、前記ワークに関するテイ
ーチデータを前記回転テーブルの回転軸を原点と
する回転座標系上の値として記憶するテイーチデ
ータ記憶手段と、該記憶手段内の前記テイーチデ
ータを該回転座標系上で軌跡補間することにより
各補間点を算出する補間点算出手段と、該算出し
た補間点を用いて回転テーブルの回転角を算出す
る回転角算出手段と、この回転角に応じて前記回
転テーブルを作動させる回転テーブル作動手段
と、この回転角に応じて前記ロボツトを前記回転
テーブルに同期させて作動させるロボツト作動手
段とを備え、このロボツト作動手段は、前記回転
座標系の補間値を前記回転角だけ回転した時の値
を算出する回転値算出手段と、算出した回転値を
前記ロボツト側の絶対座標系の値に変換する座標
変換手段とを含むことを特徴としている。 実施例 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。 第１図は本発明の一実施例の全体を概略的に表
わしている。同図において、１０は６軸の関節型
ロボツト、１２はこれと同期して回転する回転テ
ーブルである。ロボツト１０は、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆの各軸が矢印の如く回転動作可能に構
成されている。回転テーブル１２の上部にはワー
ク固定用の治具１４が取付けられており、この治
具１４によつて例えば自動車のウインドガラス等
のワーク１６が回転テーブル１２の上に固定され
る。ロボツト１０のハンド部１８がこのワークに
対して例えばシール剤塗布、塗装、バリ取り、研
摩、ゴム等の部材の貼り付け等の作業を行う。回
転テーブル１２はその回転軸ｇを中心軸として回
転動作可能に構成されており、その回動量は制御
装置２０から送り込まれる駆動信号によつて制御
される。なお、回転テーブル１２の回転位置は、
その回転軸に取り付けられたエンコーダ及びポテ
ンシヨメータによつてモニタされており、その検
出出力が制御装置側へフイードバツクされて位置
制御が行われる。一方、ロボツト１０の各軸の回
転量も制御装置２０からの駆動信号によつて制御
され、また、その回転位置がエンコーダ及びポテ
ンシヨメータによつて検出され制御装置側へフイ
ードバツクされる。 第２図は第１図のロボツト１０及び回転テーブ
ル１２の機能を模式化したものである。ロボツト
１０固有の絶対座標系として、そのａ軸（旋回台
１０ａの軸）をＺ軸としこのＺ軸に直交するよう
に水平方向に設けられたＸ軸、Ｙ軸が設定されて
いる。一方、回転テーブル１２の回転軸をｚ軸と
し、このｚ軸に直交するように水平方向に設けら
れたｘ軸、ｙ軸によつて回転テーブル座標系を設
定している。本発明においては、テイーチングが
この回転テーブル座標系を用いて行われる。 第３図は第１図の制御装置２０の構成例を表わ
している。同図において２２ａ，２２ｂ，…２２
ｆはロボツト１０の各軸のサーボモータであり、
２２ｇは回転テーブル１２の回転軸用のサーボモ
ータである。各軸毎に各サーボモータによる回動
位置を検出するためのエンコーダ２４ａ，２４
ｂ，…，２４ｆ，２４ｇ及びポテンシヨメータ２
６ａ，２６ｂ，…，２６ｆ，２６ｇがそれぞれ設
けられている。各サーボモータ２２ａ，２２ｂ，
…，２２ｆ，２２ｇへはサーボユニツト２８ａ，
２８ｂ，…，２８ｆ，２８ｇからそれぞれ駆動パ
ルスが印加され、一方各サーボユニツト２８ａ，
２８ｂ，…，２８ｆ，２８ｇへはエンコーダ２４
ａ，２４ｂ，…，２４ｆ，２４ｇ及びポテンシヨ
メータ２６ａ，２６ｂ，…，２６ｆ，２６ｇから
検出した現在の位置に関する情報がそれぞれ送ら
れる。これにより各サーボユニツト２８ａ，２８
ｂ，…，２８ｆ，２８ｇは、入出力（Ｉ／Ｏ）ポ
ート３０を介して中央処理装置（CPU）３２か
ら送られる各指示値に応じた位置に各軸を制御す
る。なお、ポテンシヨメータ２６ａ，２６ｂ，
…，２６ｆ，２６ｇは各軸のおおまかな回動位置
を検出するものであり、エンコーダ２４ａ，２４
ｂ，…，２４ｆ，２４ｇが詳細な回動位置検出を
行う。第３図において、さらに、３４はオペレー
タ側からデータの入出力を行うコンソール、３６
はコンソール３４からの入力データ及びテイーチ
データ等の格納されるメモリ、３８はプレイバツ
ク時に軌跡補間を行うための補間回路、４０は補
間点を回転テーブル座標上で回転させたり、回転
後の点を回転テーブル座標系から絶対座標系に変
換する座標変換回路である。 以下本実施例の動作説明を行う。 テイーチデータ動作は、回転テーブル１２を回
転させず、所定位置に固定した状態で行う。オペ
レータがロボツト１０のハンド部１８を動かして
テイーチングすることにより、ロボツト１０側の
絶対座標系で手先の位置、姿勢データが得られ
る。これをマトリツクス〔Ｎ〕として表わすと、
次式の如くなる。 Ａ〔Ｎ〕＝NX NY NZ ０ OX OY OZ ０ AX AY AZ ０ Ｘ Ｙ Ｚ １ ……(1) ただし、 Ｘ，Ｙ，Ｚ：位置座標値 NX,Y,Z：ノーマルベクトル OX,Y,Z：オリエンテーシヨンベクトル AX,Y,Z：アプローチベクトル 回転テーブル座標Ｒからロボツト絶対座標Ｔへの
変換マトリクスを｜Ｂ｜とすると、回転テーブル
座標系における位置姿勢データA′〔Ｎ〕は次の第
(2)式の如く表わされテイーチングによつて得られ
た絶対座標系の位置、姿勢データはこの回転テー
ブル座標系の位置、姿勢データに変換され、テイ
ーチデータとしてメモリ３６に格納される。 A′〔Ｎ〕＝｜Ｂ｜-1＊Ａ〔Ｎ〕 ……(2) プレイバツク動作は、第４図に示されている手
順で行われる。まず、回転テーブル座標上でテイ
ーチデータ(a)のうちの２点間を直線補間してロボ
ツト１０の手先の軌跡を求める(b)。これは、メモ
リ３６に記憶されているテイーチデータのうちの
２点のテイーチ点Ａ
期させて動作させるロボツト装置に関する。 従来技術 産業用ロボツトとワークを載置した回転テーブ
ルとを同期させて動作させることにより、ロボツ
ト側の動きを単純化し、作業のスピードアツプを
図ると共にロボツトを小型化可能とするロボツト
装置は既に知られている。それらは、ロボツト又
は回転テーブルのいずれかに走行手段を付加した
ものが多い。 このような従来のロボツト装置においては、走
行手段の走行軸上にロボツトかあるいは回転テー
ブルを載置するため、重量の大きいものを移動さ
せることになり、走行軸および走行手段が大がか
りなものとなるとともに、精度を確保するのが難
しい。また走行軸に沿う走行手段の動作範囲を確
保するために、大きなスペースを確保する必要が
あり、走行軸の配設に当たり制約が生じ、周辺装
置との位置関係を調整する必要があるという問題
を有する。 また他の従来のロボツト装置においては、テイ
ーチデータがロボツトの有する特有の座標系（絶
対座標系）上の値として記憶されるかあるいはロ
ボツトの各軸の変位量（角度）として記憶されて
いるため、このテイーチデータを用いてプレイバ
ツクを行う際、ロボツトと回転テーブルとの相対
運動を考慮した上で行う補関計算が著しく煩雑と
なり、演算時間が長くなり、サンプリング時間を
短かくすることができないため、作業精度が落ち
るという問題があつた。さらに、絶対座標系のテ
イーチデータによると、各ワークの形状を表わす
データをそのまま入力することができないという
不都合もあつた。また、回転テーブルとロボツト
との相対的位置関係が変わつた時に再度テイーチ
ングをする必要があるという不都合があつた。 発明の目的 未発明は従来技術の上述した問題を解決するも
のであり、その目的は、演算時間を短縮して、高
い精度で制御を行うことのできるロボツト装置を
提供することにある。 発明の構成 上述した目的を達成する本願の第１発明の構成
は、少なくとも二次元動作が可能なロボツトと、
該ロボツトと同期して回転しワークが載置せしめ
られる回転テーブルと、前記ワークに関するテイ
ーチデータを前記回転テーブルの回転軸を原点と
する回転座標系上の値として記憶するテイーチデ
ータ記憶手段と、該記憶手段内の前記テイーチデ
ータを該回転座標系上で軌跡補間することにより
各補間点を算出する補間点算出手段と、該算出し
た補間点を用いて回転テーブルの回転角を算出す
る回転角算出手段と、この回転角に応じて前記回
転テーブルを作動させる回転テーブル作動手段
と、この回転角に応じて前記ロボツトを前記回転
テーブルに同期させて作動させるロボツト作動手
段とを備え、このロボツト作動手段は、前記回転
座標系の補間値を前記回転角だけ回転した時の値
を算出する回転値算出手段と、算出した回転値を
前記ロボツト側の絶対座標系の値に変換する座標
変換手段とを含むことを特徴としている。 実施例 以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。 第１図は本発明の一実施例の全体を概略的に表
わしている。同図において、１０は６軸の関節型
ロボツト、１２はこれと同期して回転する回転テ
ーブルである。ロボツト１０は、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆの各軸が矢印の如く回転動作可能に構
成されている。回転テーブル１２の上部にはワー
ク固定用の治具１４が取付けられており、この治
具１４によつて例えば自動車のウインドガラス等
のワーク１６が回転テーブル１２の上に固定され
る。ロボツト１０のハンド部１８がこのワークに
対して例えばシール剤塗布、塗装、バリ取り、研
摩、ゴム等の部材の貼り付け等の作業を行う。回
転テーブル１２はその回転軸ｇを中心軸として回
転動作可能に構成されており、その回動量は制御
装置２０から送り込まれる駆動信号によつて制御
される。なお、回転テーブル１２の回転位置は、
その回転軸に取り付けられたエンコーダ及びポテ
ンシヨメータによつてモニタされており、その検
出出力が制御装置側へフイードバツクされて位置
制御が行われる。一方、ロボツト１０の各軸の回
転量も制御装置２０からの駆動信号によつて制御
され、また、その回転位置がエンコーダ及びポテ
ンシヨメータによつて検出され制御装置側へフイ
ードバツクされる。 第２図は第１図のロボツト１０及び回転テーブ
ル１２の機能を模式化したものである。ロボツト
１０固有の絶対座標系として、そのａ軸（旋回台
１０ａの軸）をＺ軸としこのＺ軸に直交するよう
に水平方向に設けられたＸ軸、Ｙ軸が設定されて
いる。一方、回転テーブル１２の回転軸をｚ軸と
し、このｚ軸に直交するように水平方向に設けら
れたｘ軸、ｙ軸によつて回転テーブル座標系を設
定している。本発明においては、テイーチングが
この回転テーブル座標系を用いて行われる。 第３図は第１図の制御装置２０の構成例を表わ
している。同図において２２ａ，２２ｂ，…２２
ｆはロボツト１０の各軸のサーボモータであり、
２２ｇは回転テーブル１２の回転軸用のサーボモ
ータである。各軸毎に各サーボモータによる回動
位置を検出するためのエンコーダ２４ａ，２４
ｂ，…，２４ｆ，２４ｇ及びポテンシヨメータ２
６ａ，２６ｂ，…，２６ｆ，２６ｇがそれぞれ設
けられている。各サーボモータ２２ａ，２２ｂ，
…，２２ｆ，２２ｇへはサーボユニツト２８ａ，
２８ｂ，…，２８ｆ，２８ｇからそれぞれ駆動パ
ルスが印加され、一方各サーボユニツト２８ａ，
２８ｂ，…，２８ｆ，２８ｇへはエンコーダ２４
ａ，２４ｂ，…，２４ｆ，２４ｇ及びポテンシヨ
メータ２６ａ，２６ｂ，…，２６ｆ，２６ｇから
検出した現在の位置に関する情報がそれぞれ送ら
れる。これにより各サーボユニツト２８ａ，２８
ｂ，…，２８ｆ，２８ｇは、入出力（Ｉ／Ｏ）ポ
ート３０を介して中央処理装置（CPU）３２か
ら送られる各指示値に応じた位置に各軸を制御す
る。なお、ポテンシヨメータ２６ａ，２６ｂ，
…，２６ｆ，２６ｇは各軸のおおまかな回動位置
を検出するものであり、エンコーダ２４ａ，２４
ｂ，…，２４ｆ，２４ｇが詳細な回動位置検出を
行う。第３図において、さらに、３４はオペレー
タ側からデータの入出力を行うコンソール、３６
はコンソール３４からの入力データ及びテイーチ
データ等の格納されるメモリ、３８はプレイバツ
ク時に軌跡補間を行うための補間回路、４０は補
間点を回転テーブル座標上で回転させたり、回転
後の点を回転テーブル座標系から絶対座標系に変
換する座標変換回路である。 以下本実施例の動作説明を行う。 テイーチデータ動作は、回転テーブル１２を回
転させず、所定位置に固定した状態で行う。オペ
レータがロボツト１０のハンド部１８を動かして
テイーチングすることにより、ロボツト１０側の
絶対座標系で手先の位置、姿勢データが得られ
る。これをマトリツクス〔Ｎ〕として表わすと、
次式の如くなる。 Ａ〔Ｎ〕＝NX NY NZ ０ OX OY OZ ０ AX AY AZ ０ Ｘ Ｙ Ｚ １ ……(1) ただし、 Ｘ，Ｙ，Ｚ：位置座標値 NX,Y,Z：ノーマルベクトル OX,Y,Z：オリエンテーシヨンベクトル AX,Y,Z：アプローチベクトル 回転テーブル座標Ｒからロボツト絶対座標Ｔへの
変換マトリクスを｜Ｂ｜とすると、回転テーブル
座標系における位置姿勢データA′〔Ｎ〕は次の第
(2)式の如く表わされテイーチングによつて得られ
た絶対座標系の位置、姿勢データはこの回転テー
ブル座標系の位置、姿勢データに変換され、テイ
ーチデータとしてメモリ３６に格納される。 A′〔Ｎ〕＝｜Ｂ｜-1＊Ａ〔Ｎ〕 ……(2) プレイバツク動作は、第４図に示されている手
順で行われる。まず、回転テーブル座標上でテイ
ーチデータ(a)のうちの２点間を直線補間してロボ
ツト１０の手先の軌跡を求める(b)。これは、メモ
リ３６に記憶されているテイーチデータのうちの
２点のテイーチ点Ａ
〔０〕点とＡ〔１〕点との間を
直線で結び、その間を分割して手先が時間Δtか
けて順次移動する各点A0，A1，A2，…，Ai，
…，Aoを求めるものである。時間Δtとしては、
数十msecが選ばれる。次いで、このようにして
求めた各補間点A0，A1，…，Ai，…，Aoの回転
テーブル座標上の回転角成分を求める。補間点Ai
の回転角成分をθiとすると、これは θi＝−tan-1（Aiy／Aix） ……(3) で求めることができる。ただし、 Aix：回転テーブル座標での補間点Aiのｘ成分 Aiy：回転テーブル座標での補間点Aiのｙ成分 この補間点Aiを回転テーブル座標のｘ，ｙ平面
に投影したときにｘ軸に重なる様にするには、仮
にその前の補間点Ai-1がｘ軸に重なつていたとす
ると、補間点Aiを回転テーブル座標のｚ軸を中心
にθiだけ回転させれば良い。以下第５図を用いて
具体的に説明する。今、テイーチデータの最初の
点Ａ
直線で結び、その間を分割して手先が時間Δtか
けて順次移動する各点A0，A1，A2，…，Ai，
…，Aoを求めるものである。時間Δtとしては、
数十msecが選ばれる。次いで、このようにして
求めた各補間点A0，A1，…，Ai，…，Aoの回転
テーブル座標上の回転角成分を求める。補間点Ai
の回転角成分をθiとすると、これは θi＝−tan-1（Aiy／Aix） ……(3) で求めることができる。ただし、 Aix：回転テーブル座標での補間点Aiのｘ成分 Aiy：回転テーブル座標での補間点Aiのｙ成分 この補間点Aiを回転テーブル座標のｘ，ｙ平面
に投影したときにｘ軸に重なる様にするには、仮
にその前の補間点Ai-1がｘ軸に重なつていたとす
ると、補間点Aiを回転テーブル座標のｚ軸を中心
にθiだけ回転させれば良い。以下第５図を用いて
具体的に説明する。今、テイーチデータの最初の
点Ａ
〔０〕のｘ，ｙ平面への投影点がｘ軸上にあ
るとして、Ａ
るとして、Ａ
〔０〕点から最初の補間点A0までの
回転角θ0を前述の第(3)式から求める。次いで補間
点A0をｚ軸中心にθ0だけ回転させた座標点A0′を
求める。これは次式で求まる(d)。 A0′＝cosθ0 −sinθ0 ０ ０ sinθ0 cosθ0 ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ １・A0 ……(5) この回転後のA0′点を前述の変換マトリクス｜
Ｂ｜を用いてロボツト１０の絶対座標系の値に変
換する(e)。ロボツト絶対座標系での補間点をT0
とするとこれは次式で求められる。 T0＝｜Ｂ｜・A0′ ……(6) このT0をロボツト１０の各軸の角度に変換し、
各軸のエンコーダのパルス数に対応させ、現在の
各軸のエンコーダのパルス数との比較を行なつて
その差により(f)、サーボモータ２２ａ，２２ｂ，
…を駆動すればロボツトの手先は、第５図の補間
点A0′まで移動することとなる(g)。一方、回転テ
ーブル１２の方は、θ0に対応するエンコーダパル
ス数を算出し、現在のエンコーダのパルス数との
比較を行なつて、その差により(h)、サーボモータ
２２ｇを駆動すれば(i)、回転テーブル１２がθ0回
転する。従つてロボツト１０の手先と回転テーブ
ル１２のワーク１６とは最初の補間点を回転させ
た点A0′で一致することとなる。同様に他の補間
点A1，A2，…，Ai，…，Aoでも実時間内で前述
の演算がなされ、各補間点はΔt時間毎に回転テ
ーブル座標のｘ軸に投影される点まで回転された
時の値としてロボツト絶対座標系に変換される。
また、回転テーブルもΔt秒後にはｘ軸に投影さ
れる所まで回転し、従つてロボツト１０と同一点
まで動くこととなる。上述の説明からも明らかの
ように、ロボツト１０の手先は、第２図で示す
υx，υzの平面上を、二次元移動するだけとなる。
Δtが数十msecと極めて短いため、連続的に次次
と出力される補間点の指令値によつてロボツト１
０と回転テーブル１２とは完全に同期した如く連
続的に制御されることとなる。 以上説明したように、実施例のロボツト装置
は、テイーチデータを回転テーブル座標として記
憶し、各補間点をこの回転テーブル座標系上で直
線補間して求めているため、プレイバツク時の補
間演算が著しく簡単かつ高精度となるのである。 本実施例のロボツト装置は、軌跡補間として直
線補間を採用したため、円弧補間その他に比べ演
算が容易になるという利点を有する。また２点間
の軌跡が直線となるため、再生時ロボツトの手先
が同一平面上でどう動くかが作業者にとつて容易
に推察できるため、テイーチングが簡単になると
ともに、装置全体の安全性確保が容易になるとい
う利点を有する。 また本実施例のロボツト装置は、ロボツトも回
転テーブルも直線移動させないで、ロボツトの手
先が同一平面内で直線上を動く様にしたためロボ
ツト装置又は回転テーブルを直線移動させる従来
装置の有する移動装置に起因する大がかりな装置
になる、精度の確保が難しい、スペースの確保が
必要、周辺装置との位置関係の調整の必要性等の
問題点を解消するという利点を有する。 また本実施例装置は、補間点を再生時に実時間
で演算するため、補間点を予かじめ計算して記憶
する方法に比べてメモリ３６の容量を約15分の１
にすることができるという利点を有する。 さらに本実施例のロボツト装置は、直線補間に
より演算時間が短いため、実時間演算時間を大幅
に長くする必要が無いため、サンプリング時間を
数10msec以内に収めることができる。これによ
り、サンプリング時間を長くしたことによる精度
を悪化させること無く動作させることができると
いう利点を有する。 また、ロボツトの手先がυx，υzで示すように二
次元移動のみとなるため、ワークの周囲に細長い
連続部材を貼つていく様な作業を行う場合にもそ
の部材の供給が著しく容易となる。 尚、上述の実施例では、軌跡補間として直線補
間を採用した例について述べたが、別の目的のた
めに曲線補間又は曲線補間との組合せ等適宜採用
しうる。 発明の効果 本願発明のロボツト装置は、データを回転テー
ブルの回転座標系で記憶するため、再生時の実時
間での補間演算が容易であり、かつ短時間になる
ためサンプリング時間の短縮を図ることができる
ので、精度の高い制御を可能にするという利点を
有する。さらに、ワーク形状のデータを別に求め
ておきその値をそのまま入力したり、テイーチン
グを一旦行なつた後に回転テーブルとロボツトの
相対位置が変わつても、データはそのまま使用す
ることができるという利点を有する。 また本願発明のロボツト装置は、ロボツトに対
して同期させてワークを配置した回転テーブルを
回転させるので、ロボツトの動作範囲を越える様
なワークであつてもその回転により動作範囲内に
移動させることにより、ワークに対するロボツト
の動作領域を実質的に広げることになり、大きな
ワークの作業を可能にする。また、ワーク固定の
場合に比べて同一ワークに対してより小型のロボ
ツトを適用することができ、ロボツトの手先に部
材供給が非常に簡単になり、作業自体の自由度を
高めるとともに容易にするという利点を有する。 さらに本願発明のロボツト装置は、ワークの回
転座標系上で軌跡補間するので、ワーク上での補
間演算が容易になり、ワークに対するロボツトの
軌跡を指定通りにして、その時の速度、手先姿勢
を指定通り制御することができるという利点を有
する。 また、本願発明のロボツト装置は、回転座標系
上で軌跡補間するとともに、算出した補間点を用
いて所定の関数で回転テーブルの回転角を算出
し、この回転角に応じて回転テーブルを回転させ
るので、ロボツトの手先を回転座標系の任意の領
域内に収めることができるため、再生時でのロボ
ツトの手先の動きを予測するのが容易になり、装
置全体の安全性を高めることができるという利点
を有する。
回転角θ0を前述の第(3)式から求める。次いで補間
点A0をｚ軸中心にθ0だけ回転させた座標点A0′を
求める。これは次式で求まる(d)。 A0′＝cosθ0 −sinθ0 ０ ０ sinθ0 cosθ0 ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ １・A0 ……(5) この回転後のA0′点を前述の変換マトリクス｜
Ｂ｜を用いてロボツト１０の絶対座標系の値に変
換する(e)。ロボツト絶対座標系での補間点をT0
とするとこれは次式で求められる。 T0＝｜Ｂ｜・A0′ ……(6) このT0をロボツト１０の各軸の角度に変換し、
各軸のエンコーダのパルス数に対応させ、現在の
各軸のエンコーダのパルス数との比較を行なつて
その差により(f)、サーボモータ２２ａ，２２ｂ，
…を駆動すればロボツトの手先は、第５図の補間
点A0′まで移動することとなる(g)。一方、回転テ
ーブル１２の方は、θ0に対応するエンコーダパル
ス数を算出し、現在のエンコーダのパルス数との
比較を行なつて、その差により(h)、サーボモータ
２２ｇを駆動すれば(i)、回転テーブル１２がθ0回
転する。従つてロボツト１０の手先と回転テーブ
ル１２のワーク１６とは最初の補間点を回転させ
た点A0′で一致することとなる。同様に他の補間
点A1，A2，…，Ai，…，Aoでも実時間内で前述
の演算がなされ、各補間点はΔt時間毎に回転テ
ーブル座標のｘ軸に投影される点まで回転された
時の値としてロボツト絶対座標系に変換される。
また、回転テーブルもΔt秒後にはｘ軸に投影さ
れる所まで回転し、従つてロボツト１０と同一点
まで動くこととなる。上述の説明からも明らかの
ように、ロボツト１０の手先は、第２図で示す
υx，υzの平面上を、二次元移動するだけとなる。
Δtが数十msecと極めて短いため、連続的に次次
と出力される補間点の指令値によつてロボツト１
０と回転テーブル１２とは完全に同期した如く連
続的に制御されることとなる。 以上説明したように、実施例のロボツト装置
は、テイーチデータを回転テーブル座標として記
憶し、各補間点をこの回転テーブル座標系上で直
線補間して求めているため、プレイバツク時の補
間演算が著しく簡単かつ高精度となるのである。 本実施例のロボツト装置は、軌跡補間として直
線補間を採用したため、円弧補間その他に比べ演
算が容易になるという利点を有する。また２点間
の軌跡が直線となるため、再生時ロボツトの手先
が同一平面上でどう動くかが作業者にとつて容易
に推察できるため、テイーチングが簡単になると
ともに、装置全体の安全性確保が容易になるとい
う利点を有する。 また本実施例のロボツト装置は、ロボツトも回
転テーブルも直線移動させないで、ロボツトの手
先が同一平面内で直線上を動く様にしたためロボ
ツト装置又は回転テーブルを直線移動させる従来
装置の有する移動装置に起因する大がかりな装置
になる、精度の確保が難しい、スペースの確保が
必要、周辺装置との位置関係の調整の必要性等の
問題点を解消するという利点を有する。 また本実施例装置は、補間点を再生時に実時間
で演算するため、補間点を予かじめ計算して記憶
する方法に比べてメモリ３６の容量を約15分の１
にすることができるという利点を有する。 さらに本実施例のロボツト装置は、直線補間に
より演算時間が短いため、実時間演算時間を大幅
に長くする必要が無いため、サンプリング時間を
数10msec以内に収めることができる。これによ
り、サンプリング時間を長くしたことによる精度
を悪化させること無く動作させることができると
いう利点を有する。 また、ロボツトの手先がυx，υzで示すように二
次元移動のみとなるため、ワークの周囲に細長い
連続部材を貼つていく様な作業を行う場合にもそ
の部材の供給が著しく容易となる。 尚、上述の実施例では、軌跡補間として直線補
間を採用した例について述べたが、別の目的のた
めに曲線補間又は曲線補間との組合せ等適宜採用
しうる。 発明の効果 本願発明のロボツト装置は、データを回転テー
ブルの回転座標系で記憶するため、再生時の実時
間での補間演算が容易であり、かつ短時間になる
ためサンプリング時間の短縮を図ることができる
ので、精度の高い制御を可能にするという利点を
有する。さらに、ワーク形状のデータを別に求め
ておきその値をそのまま入力したり、テイーチン
グを一旦行なつた後に回転テーブルとロボツトの
相対位置が変わつても、データはそのまま使用す
ることができるという利点を有する。 また本願発明のロボツト装置は、ロボツトに対
して同期させてワークを配置した回転テーブルを
回転させるので、ロボツトの動作範囲を越える様
なワークであつてもその回転により動作範囲内に
移動させることにより、ワークに対するロボツト
の動作領域を実質的に広げることになり、大きな
ワークの作業を可能にする。また、ワーク固定の
場合に比べて同一ワークに対してより小型のロボ
ツトを適用することができ、ロボツトの手先に部
材供給が非常に簡単になり、作業自体の自由度を
高めるとともに容易にするという利点を有する。 さらに本願発明のロボツト装置は、ワークの回
転座標系上で軌跡補間するので、ワーク上での補
間演算が容易になり、ワークに対するロボツトの
軌跡を指定通りにして、その時の速度、手先姿勢
を指定通り制御することができるという利点を有
する。 また、本願発明のロボツト装置は、回転座標系
上で軌跡補間するとともに、算出した補間点を用
いて所定の関数で回転テーブルの回転角を算出
し、この回転角に応じて回転テーブルを回転させ
るので、ロボツトの手先を回転座標系の任意の領
域内に収めることができるため、再生時でのロボ
ツトの手先の動きを予測するのが容易になり、装
置全体の安全性を高めることができるという利点
を有する。
第１図は本発明の一実施例の全体を概略的に表
わす図、第２図は第１図のロボツトと回転テーブ
ルとの模式図、第３図は第１図の制御装置のブロ
ツク図、第４図は第１図の実施例の動作の流れを
示す図、第５図は補間及び座標変換の説明図であ
る。 １０……ロボツト、１２……回転テーブル、１
６……ワーク、１８……ハンド部、２０……制御
装置、３２……CPU、３６……メモリ、３８…
…補間回路、４０……座標変換回路。
わす図、第２図は第１図のロボツトと回転テーブ
ルとの模式図、第３図は第１図の制御装置のブロ
ツク図、第４図は第１図の実施例の動作の流れを
示す図、第５図は補間及び座標変換の説明図であ
る。 １０……ロボツト、１２……回転テーブル、１
６……ワーク、１８……ハンド部、２０……制御
装置、３２……CPU、３６……メモリ、３８…
…補間回路、４０……座標変換回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも二次元動作が可能なロボツトと、 該ロボツトと同期して回転しワークが載置せし
められる回転テーブルと、 前記ワークに関するテイーチデータを前記回転
テーブルの回転軸を原点とする回転座標系上の値
として記憶するテイーチデータ記憶手段と、 該記憶手段内の前記テイーチデータを該回転座
標系上で軌跡補間することにより各補間点を算出
する補間点算出手段と、 該算出した補間点を用いて回転テーブルの回転
角を算出する回転角算出手段と、 この回転角に応じて前記回転テーブルを作動さ
せる回転テーブル作動手段と、 この回転角に応じて前記ロボツトを前記回転テ
ーブルに同期させて作動させるロボツト作動手段
とを備え、 このロボツト作動手段は、 前記回転座標系の補間点を前記回転角だけ回転
した時の補間点座標値を算出する回転値算出手段
と、 算出した座標値を前記ロボツト側の絶対座標系
の値に変換する座標変換手段と、 を含むことを特徴とするロボツト装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047179A JPS60193016A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | ロボツト装置 |
| EP85301727A EP0158447B2 (en) | 1984-03-14 | 1985-03-13 | System for controlling a robot in association with a rotary table |
| DE8585301727T DE3571885D1 (en) | 1984-03-14 | 1985-03-13 | System for controlling a robot in association with a rotary table |
| US07/059,227 US4836742A (en) | 1984-03-14 | 1987-06-05 | System for controlling a robot in association with a rotary table |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047179A JPS60193016A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | ロボツト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60193016A JPS60193016A (ja) | 1985-10-01 |
| JPH0527125B2 true JPH0527125B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=12767850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047179A Granted JPS60193016A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | ロボツト装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4836742A (ja) |
| EP (1) | EP0158447B2 (ja) |
| JP (1) | JPS60193016A (ja) |
| DE (1) | DE3571885D1 (ja) |
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