JPH05505893A - How to control the robot cell path - Google Patents

How to control the robot cell path

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JPH05505893A
JPH05505893A JP90510875A JP51087590A JPH05505893A JP H05505893 A JPH05505893 A JP H05505893A JP 90510875 A JP90510875 A JP 90510875A JP 51087590 A JP51087590 A JP 51087590A JP H05505893 A JPH05505893 A JP H05505893A
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ヘイプス,イルポ
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アイテク オートメイション オサケ ユキチユア
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ロボット・セルの経路の制御方法 本発明は、少なくとも5自由度のロボットと、少なくとも2自由度のワークピー ス・マニピュレータと、ロボットおよびワークピース・マニピュレータを同期的 に制御する制御ユニットとを含むロボット・セルの経路の制御方法において、経 路の主要な諸点での手動制御によりロボットおよびマニピュレータが互いに望ま しい位置へ持ち来され、前記諸点でのロボットおよびマニピュレータ相互の配置 方向に関するデータが制御ユニット内に記憶される制御方法に関する。[Detailed description of the invention] How to control the robot cell path The present invention provides a robot with at least 5 degrees of freedom and a workpiece with at least 2 degrees of freedom. the robot and workpiece manipulators synchronously. A method for controlling the path of a robot cell including a control unit that controls the Manual control at key points on the road allows the robot and manipulator to the position of the robot and manipulator relative to each other at said points; The present invention relates to a control method in which direction-related data are stored in a control unit.

ロボットとワークピース・マニピュレータ、通常回転テーブル、との運動を同期 的に制御でき、回転テーブル上に置かれたワークピースと相対的な制御された経 路運動(例えば直線運動)が達成されるロボット・システムがある。このシステ ムは、同期を伴わないシステムに比べて複雑な経路を可能にさせる。例えば溶接 中、他の方法では工具の経路を制御できないので、回転テーブルの軸線を非同期 システム内で回転させることはできない(例えば直線運動は回転テーブル上に置 かれたワークピースに対して真っ直ではない)。従来技術の同期化されたシステ ムの場合、ロボットや回転テーブルは、それらが教示段階で習得した諸点を通っ て進む。それ故、同期化された経路を操作員が教示する場合、彼は先ず加工プロ セスに有利な位置ヘワークビースを転回させ、次いでロボットによりその点を教 示しなければならない。教示された経路に沿って進む場合、回転テーブルの軸線 は当初の位置から最終位置へ直線的に転回し、ロボットはその間中、所望の経路 を達成するためのテーブルの運動に採択される。一つの問題は、工具の配置方向 か加工プロセスに対して必ずしも最適なままではない、ということである。たと え溶接経路の初期および最終点がいわゆる下向き位置に教示されたとしても、経 路に沿った若干の点で溶接バーナが、同期化された運動により、下向き位置から 離れて移動される恐れがある。 ゛本発明の目的は、例えば同期化された運動に おける工具の配置方向の制御に関連する上述の諸問題のない、ロボット・セルの 経路の制御方法を提供することにある。Synchronize motion between robot and workpiece manipulator, usually rotary table can be controlled over a controlled period relative to the workpiece placed on the rotary table. There are robotic systems in which path motion (eg linear motion) is achieved. This system synchronization allows for more complex paths than systems without synchronization. For example, welding In the middle, the axis of the rotary table is asynchronous because the path of the tool cannot be controlled in any other way. cannot be rotated within the system (e.g. linear motion is placed on a rotating table) (not straight against the curved workpiece). Prior art synchronized system In the case of systems, robots and rotary tables pass through the points they learned during the teaching phase. Proceed. Therefore, when an operator teaches a synchronized path, he first Rotate the work bead to a position that is advantageous to Seth, and then teach the point by the robot. must be shown. The axis of the rotary table when following the taught path turns in a straight line from its initial position to its final position, all the while the robot follows the desired path. Adopted to the table exercise to achieve. One problem is the orientation of the tool This means that it does not necessarily remain optimal for the machining process. and Even if the initial and final points of the welding path are taught in the so-called downward position, At some point along the path the welding burner is moved out of its downward position by a synchronized movement. There is a risk of being moved away.゛The purpose of the present invention is to perform synchronized movements, for example. A robot cell that does not have the above-mentioned problems associated with controlling the direction of tool placement in The purpose of this invention is to provide a route control method.

従って本発明の目的は、同期化された諸運動を迅速に教示されることができ且つ 、加工プロセスを顧慮して、工具の最適配置方向を一層容易に達成し得るように したロボット・セルを提供することにあるdこれは、経路最適化規準を制御ユニ ットへ付加する段階と、互の配置方向に関するデータに基づき制御ユニットによ り最適経路を計算する段階とを更に含むことを特徴とする本発明の方法により達 成される。It is therefore an object of the invention to enable synchronized movements to be taught quickly and , considering the machining process so that the optimum orientation of the tool can be more easily achieved. The objective is to provide a robot cell with control unit based on the data about the steps of adding to the blocks and the orientation of each other. The method of the present invention is further characterized in that it further comprises the step of calculating an optimal route by will be accomplished.

本発明の方法の場合、周囲と相対的なロボットおよびワークピース・マニピュレ ータの位置および配置方向は、最も容易な、あり得べき教示を可能とするように 選定することかできる。教示段階におけるロボットの工具グリッパおよびワーク ピース・マニピュレータ相互の配置方向が作業を行うための正しい位置にあるこ とは重要である。経路上の諸点に加えて記憶装置内に記憶されるものは、この配 置方向である。次いで制御ユニットは、この配置方向および、例えば溶接プロセ ス中の溶接バーナの配置方向に関する、制御ユニットへ付加された最適化規準を 基礎として、作業の実際の遂行中に使用される最終的な最適経路を計算すること ができる。こうして教示段階を一層迅速且つ簡単にし、しかもそれにより工具お よびワークピース相互の配置方向ならびに周囲に対するそれらの配置方向が作業 の遂行に対し最適であるような経路を得ることができる。In the case of the method of the invention, the robot and workpiece manipulator relative to the surroundings The location and orientation of the data should be such that it allows for the easiest possible teaching. You can choose. Robot tool gripper and workpiece during teaching phase Make sure that the orientation of the piece manipulators is in the correct position for working. is important. In addition to the points on the route, what is stored in the storage device is direction. The control unit then determines this orientation and, for example, the welding process. optimization criteria added to the control unit regarding the orientation of the welding burners during the process. As a basis, to calculate the final optimal route to be used during the actual performance of the task. Can be done. This makes the teaching phase even faster and easier, and it also makes the teaching process faster and easier. and the orientation of the workpieces relative to each other and their surroundings It is possible to obtain a route that is optimal for the execution of the task.

ロボットおよびワークピース・マニピュレータ相互の配置方向はなるべくなら、 ロボットのベースの座標系に対するロボットの工具グリッパの座標系の位置とし て、且つまたワークピース・マニピュレータの関節の角位置として記憶されるこ とが望ましい。この方法は、マニピュレータの配置方向を変えることなく単にロ ボットを制御することにより、ロボットおよびワークピース・マニピュレータを 互いに望ましい配置方向へ持ち来し得るという点で一層簡単である。The orientation of the robot and workpiece manipulator relative to each other is preferably Let the position of the robot tool gripper coordinate system with respect to the robot base coordinate system be and also be stored as the angular position of the joint of the workpiece manipulator. is desirable. This method simply rotates the manipulator without changing its orientation. Control robots and workpiece manipulators by controlling the bot. It is simpler in that they can be brought to each other in a desired arrangement direction.

本発明の方法を添付図面につき、以下に更に詳細に説明する。The method of the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明のロボット・セル組立体の概略図、第2図は第1図のロボット・ セルの諸量節の位置およびそれぞれの座標系を示し、 第3図は第1図のロボット・セル内に包含される制御システムをブロック図の形 式で示す。FIG. 1 is a schematic diagram of the robot cell assembly of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of the robot cell assembly of the present invention. Indicate the positions of the cell quantities and their respective coordinate systems, Figure 3 shows the control system contained within the robot cell of Figure 1 in block diagram form. It is shown by the formula.

本発明の方法は、ロボット・セルが、少なくとも5自由度のロボットlと、少な くとも2自由度の回転テーブル2と、ロボットおよびテーブルを制御する制御ユ ニット3とにより形成されることを必要とする。制御ユニット3は、ロボットl および回転テーブル2の双方を同時に駆動することができる。回転テーブル2へ はワークピース(図示せず)が、またロボットlへは必要な工具(図示せず)が 取り付けられる。主ロボット関節Jl。The method of the invention provides that the robot cell comprises a robot l with at least 5 degrees of freedom and a robot cell with at least 5 degrees of freedom. A rotary table 2 with at least two degrees of freedom, and a control unit that controls the robot and table. knit 3. The control unit 3 is a robot l Both the rotary table 2 and the rotary table 2 can be driven simultaneously. To rotary table 2 is the workpiece (not shown), and the necessary tools (not shown) are attached to the robot l. It is attached. Main robot joint Jl.

J2.J3は回転関節または直線関節の何れでも良い。J2. J3 may be either a rotational joint or a linear joint.

リスト関節J4.J5.J6は、必要な場合、制御ユニット3が工具の配置方向 を変え得るよう、回転式でなければならない。関節JT、J8は、ロボットと相 対的なワークピースの配置方向を制御ユニット3が変え得るよう、回転形式でな ければならない。Wrist joint J4. J5. J6 allows the control unit 3 to control the tool placement direction if necessary. It must be rotatable so that it can be changed. Joints JT and J8 are connected to the robot. in a rotary manner so that the control unit 3 can change the direction of placement of the workpieces relative to each other. Must be.

回転テーブルの軸線の交点には直交座標系Tが、ロボットの締結ベースには直交 座標系Wが、そして工具の先端には直交座標系Pが位置している。座標系Tの配 置方向は、回転テーブルの軸線の関節角によって定められる。The orthogonal coordinate system T is at the intersection of the axes of the rotary table, and the orthogonal coordinate system T is at the intersection of the axes of the rotary table. A coordinate system W is located, and a Cartesian coordinate system P is located at the tip of the tool. The arrangement of the coordinate system T The positioning direction is determined by the joint angle of the axis of the rotary table.

経路の諸点を教示する場合には、各点Pおよび回転テープルの関節角J7.J8 における座標系WまたはTと相対的な座標系、の位置か、各点につき制御ユニッ トの記憶装置内に記憶される。When teaching various points of the route, each point P and the joint angle J7 of the rotating table are used. J8 The position of the coordinate system W or the coordinate system relative to T at stored in the client's storage device.

同期化された運動を遂行する場合、経路計算は、座標系Wの代りに座標系Tと相 対的に行われる。制御ユニット3により、座標系Wから座標系Tへの、またその 逆の、必要な変換か遂行される。経路を最適化するために制御ユニット3は、運 動中、座標系Wと相対的な、予定された一定の配置方向を工具の2軸か備えるよ うに回転テーブルの諸関節を駆動する(例えば溶接の際は、工具の座標系のZ軸 か下方、いわゆる下向き位置、を指向することが望ましい)。計算期間中、制御 ユニットにより、座標系Tと相対的な新しい経路点Piと、座漂系T内に位置す る点Piが最適位置(点Pi 2)となるような、回転テーブル2の関節角J7 .J8に対する値と、 座標系Wと相対的な点Pi 2の位置(点Pi 3)と、点Pi 3の値を基礎 とする関節角JlからJ6と、角J1から角J8に対応するエンコーダElから E8の位置の値と、 計算されたエンコーダ値へ各関節サーボNSIからNS8を励振させる指令とか 計算される。When performing synchronized movements, the path calculation is performed in phase with the coordinate system T instead of the coordinate system W. It is done vis-a-vis. The control unit 3 controls the transfer from the coordinate system W to the coordinate system T and vice versa. Reverse, any necessary conversions are carried out. In order to optimize the route, the control unit 3 During operation, the two axes of the tool should have a predetermined, fixed orientation relative to the coordinate system W. drive the joints of the rotary table (for example, when welding, the Z-axis of the tool coordinate system or downward, the so-called downward position). During the calculation period, control The unit determines a new path point Pi relative to the coordinate system T and a new path point Pi located in the drifting system T. Joint angle J7 of rotary table 2 such that point Pi becomes the optimal position (point Pi 2) .. The value for J8, Based on the position of point Pi 2 (point Pi 3) relative to the coordinate system W and the value of point Pi 3 From the joint angle Jl to J6 and the encoder El corresponding to the angle J1 to J8, The value of the position of E8 and A command to excite NS8 from each joint servo NSI to the calculated encoder value. calculated.

各計算期間中に最適化か行われるので、教示された経路を反復する際、経路全体 にわたって最適位置を保持しなから非最適位置にある経路点を教示することか可 能である。Optimization is performed during each calculation period, so when iterating a taught path, the entire path Is it possible to teach path points in non-optimal positions without holding the optimal position for a long time? It is Noh.

第1図には、本発明の経路最適化を実現させ得るシステムが示されている。この ロボットは、全ての関節が回転関節であるようにした、6自由度の関節機構であ る。FIG. 1 shows a system that can implement the route optimization of the present invention. this The robot has a six-degree-of-freedom joint mechanism in which all joints are rotary joints. Ru.

諸関節の回転軸線はJl、J2からJ6と表示されている。回転テーブル2には 2組の回転関節が含まれ、それらの軸線がJ7(転回)およびJ8(回転)と表 示されている。回転テーブルの諸軸線は互いに垂直であり、点Aで交差している 。軸線J8は、座標系WOX軸と平行である。各関節にはモータMlからM8が 含まれ、それらはそれぞれの関節サーボNSIからNS8を介して駆動すること ができる。関節の位置を読み取るため、モータには絶対エンコーダElからE8 が含まれており、対応する関節サーボNSIからNS8へそこから信号が付与さ れる。ワークピースは回転テーブル2へ固定され、工具はロボットの工具フラン ジへ固定される。セルは、例えば溶接装置がロボットに備えられた場合には、ワ ークピースを溶接するために用いられる。The rotational axes of the joints are labeled Jl, J2 to J6. On rotary table 2 Two sets of revolute joints are included, and their axes are represented as J7 (rotation) and J8 (rotation). It is shown. The axes of the rotary table are perpendicular to each other and intersect at point A. . The axis J8 is parallel to the WOX axis of the coordinate system. Each joint has motors Ml to M8. Included, they can be driven from each joint servo NSI through NS8 Can be done. To read the position of the joint, the motor has absolute encoders El to E8. is included, and a signal is given from there to the corresponding joint servo NSI to NS8. It will be done. The workpiece is fixed to the rotary table 2, and the tool is attached to the tool flange of the robot. It is fixed to the table. For example, if a robot is equipped with welding equipment, the cell is used for welding arc pieces.

第2図には、第1図のシステムの単純化されたモデルか示されている。ロボット の座標系Wの方向は、Z軸の方向か関節J1の方向となり、y軸の方向が、関節 角Jlが零の場合のJ2の方向となり、X軸が前記諸軸に対し垂直となるように 選定される。座標系Wの原点は、軸線J1.J2の交点Bにある。回転テーブル の座標系TのZ軸は方向J8(=方向Jl)を指向し、J7゜J8か零の角をな す場合には、xliltが座標系WOX軸の方向を指向する。座標系Tの原点は 、J7.J8の軸線の交点Aにある。座標系Wと相対的な工具の座標系Pの位置 および配置方向はロボットの関節角J1からJ6に依存し、工具の座標系の原点 は、工具の先端に置かれている。A simplified model of the system of FIG. 1 is shown in FIG. robot The direction of the coordinate system W is the Z-axis direction or the joint J1 direction, and the y-axis direction is the joint J1 direction. This is the direction of J2 when the angle Jl is zero, and the X axis is perpendicular to the above axes. Selected. The origin of the coordinate system W is the axis J1. It is located at the intersection B of J2. rotary table The Z-axis of the coordinate system T points in the direction J8 (=direction Jl), and the angle J7°J8 is zero. In this case, xlilt points in the direction of the WOX axis of the coordinate system. The origin of the coordinate system T is , J7. It is located at the intersection A of the axes of J8. Position of tool coordinate system P relative to coordinate system W and the placement direction depend on the joint angles J1 to J6 of the robot, and the origin of the tool coordinate system is placed at the tip of the tool.

第3図には、セルの制御システムか示されている。関節サーボNSIからNS8 は、ロボットlおよび回転テーブル2の対応するモータMlからM8、ならびに エンコーダE1からE8へ接続されている。各関節サーボは、制御ユニット3か ら受信する命令に応答して、その関節を制御することができる。制御ユニットは 、例えば、所望のエンコーダの読みまで励振することを関節サーボに命令するこ ともできる。一つの点から別のそれへ進むべくロボットに教示する場合、教示さ れた諸点は、制御ユニット3の記憶装置7内に記憶される。座標系Wと相対的な 座標系Pの位置および回転テーブルの諸関節角J7゜J8は、各点で記憶される 。制御ユニット3 J、:、包含された計算装置8の機能は、回転テーブルの座 標系内の諸経路の補間点を計算し、回転テーブルによる所望の最適位置への配置 方向の変更を行い、最適化された点を座標系Wへ変換させ、点の位置に対応する 関節角JlからJ6を計算しくJ7.J8の値は最適化段階で計算される)、計 算された位置へ関節サーボを導くことである。十分な経路精度を達成するために 、補間計算間隔は、数msでなければならない。FIG. 3 shows the cell control system. Joint servo NSI to NS8 are the corresponding motors Ml to M8 of robot l and rotary table 2, and Connected to encoders E1 to E8. Each joint servo is controlled by control unit 3. The joint can be controlled in response to commands received from the robot. The control unit , for example, commanding a joint servo to fire up to a desired encoder reading. Can also be done. When teaching a robot to go from one point to another, the teaching The determined points are stored in the storage device 7 of the control unit 3. relative to the coordinate system W The position of the coordinate system P and the joint angles J7°J8 of the rotary table are stored at each point. . Control unit 3 J: The functions of the included computing device 8 are controlled by the rotary table seat. Calculate interpolation points for various paths within the reference system and place them at the desired optimal position using a rotary table Change the direction, transform the optimized point to the coordinate system W, and correspond to the position of the point. Calculate J6 from joint angle Jl J7. J8 value is calculated during the optimization stage), the total The goal is to guide the joint servo to the calculated position. To achieve sufficient path accuracy , the interpolation calculation interval must be several ms.

教示段階中、操作員は、回転テーブルの位置を変えないままに保つことができる 。点の教示は、手動制御4によりロボット1を、ワークピースに対する所望の配 置方向で所望の点まで進ませることにより生起する。点の位置および配置方向な らびに回転テーブルの関節角は、記憶装置内に記憶される。点の位置および配置 方向は座標系W1座標系Tについて、またはロボット関節角として記憶させるこ とができる。教示の機会における回転テーブルの関節角J7.J8は、記憶装置 内に記憶される。During the teaching phase, the operator can keep the rotary table position unchanged . Point teaching allows the manual control 4 to move the robot 1 to the desired position relative to the workpiece. This occurs by advancing to a desired point in the positioning direction. The location and orientation of the points and the joint angles of the rotary table are stored in the storage device. Point location and placement The direction can be stored with respect to the coordinate system W1 or the coordinate system T, or as robot joint angles. I can do it. Joint angle of rotary table during teaching opportunity J7. J8 is a storage device stored within.

こうして経路の全ての必要な諸点か教示される。In this way all necessary points of the route are taught.

教示された経路(例えば点P1から点P2までの直線経路)を反復する場合には 、計算装置8が点PI、P2を座標系Wから座標系Tへ変換しなければならない 。記憶装置内に記憶された点は、変換行列 (nx ox ax px) (ny oy ay I))’) Pw=(nz oz az pz) の形式に表現することができる。When repeating a taught path (for example, a straight path from point P1 to point P2), , the computing device 8 has to transform the points PI, P2 from the coordinate system W to the coordinate system T. . The points stored in storage are transformed into transformation matrices. (nx ox ax px) (nyoy ay I))’) Pw=(nz oz az pz) It can be expressed in the form of

ここにベクトル(pX、p7. pz)=点の原点の位置ベクトル(nx、ny 、nz) =点Pwにおける工具の座標系の X軸 ベクトル(ox、oy、oz)=点Pwにおける工具の座標系の y軸 ベクトル(ax、ay、az、) =点Pwにおける工具の座標系の Z軸 点Pwの座標系Wから座標系Tへの変換は、座標系Wにおける点Pwに、座標系 Tの位置および配置方向を表示する変換行列Tの逆行列T′を乗することにより 生起行列Tは、座標系Wにおける座標系Tの原点の位置および回転テーブルの軸 線の関節角J7.J8が既知の場合に決定し易い。Here vector (pX, p7. pz) = position vector of point origin (nx, ny , nz) = tool coordinate system at point Pw X axis Vector (ox, oy, oz) = tool coordinate system at point Pw y-axis Vector (ax, ay, az,) = tool coordinate system at point Pw Z axis The conversion of the point Pw from the coordinate system W to the coordinate system T is to convert the point Pw in the coordinate system W into the coordinate system By multiplying the inverse matrix T' of the transformation matrix T, which indicates the position and arrangement direction of T, The occurrence matrix T is the position of the origin of the coordinate system T in the coordinate system W and the axis of the rotary table. Line joint angle J7. It is easy to determine when J8 is known.

(C8−380’px) (C7” S8 C7” C8−37py)T=(S7°38 S7°C8C7 pz)(OOO1) ここに C7=cos (J7) C8=cos (J8) S7=sin (J7) S 8 =s+n (J 8 ) ベクトル(px、py、pz)=座標系Wにおける座標系Tの 原点の位置 経路の点PI、P2か座標系Tにおいて既知の場合、座標系Tについて経路の補 間計算を行うことができる。(C8-380’px) (C7” S8 C7” C8-37py)T=(S7°38 S7°C8C7 pz) (OOO1) Here C7=cos (J7) C8=cos (J8) S7=sin (J7) S 8 = s + n (J 8) Vector (px, py, pz) = coordinate system T in coordinate system W Origin position If the points PI, P2 of the route are known in the coordinate system T, the route is compensated for the coordinate system T. You can perform interval calculations.

最適配置方向を実現するため、経路の各補間点Ptiについて補正値か計算され る。ワークピースは次のようにして最適配置方向へ持ち来される。In order to realize the optimal placement direction, a correction value is calculated for each interpolation point Pti of the path. Ru. The workpiece is brought to the optimal placement direction as follows.

ベクトル(T” Pti z )が計算される。A vector (T” Ptiz ) is calculated.

(−−−−−−C8’ ax −S8 ” ay −)T ” Pti =(・ −・・−C7” S8°ax十C7°C8°ay−37°az ・・・) (−・・・−S7” S8°ax+ S7 ” C8°ayベクトル(T″Pt i z )は所望の最適配置方向Vに等しいことか示されており、従って条件 vx= C8”ax −S8°ay vy= C7” S8 ax + C7°C8°ay −S7 ” azv z  = 37” S8°ax十S7 ” C8” ay +C7” az −・・ が得られる。ここに、 単位ベクトル(vx、vy、vz)=所望最適配置方向。(--------C8' ax -S8" ay -) T" Pti = (・ -...-C7" S8°ax 10C7°C8°ay-37°az...) (-...-S7" S8°ax + S7" C8°ay vector (T"Pt iz) is shown to be equal to the desired optimal placement direction V, and therefore the condition vx= C8”ax -S8°ay vy=C7” S8 ax + C7°C8°ay −S7” azv z = 37" S8°ax 10 S7" C8" ay + C7" az -... is obtained. Here, Unit vector (vx, vy, vz) = desired optimal placement direction.

J7.J8の最適値は、C7=cosJ7およびC3=cosJ8であることを 想起すれば、この成畦から解くことができる。J7. The optimal value of J8 is C7=cosJ7 and C3=cosJ8. If you remember it, you can understand it from this formation.

補間点Pti は、次のようにして、座標系Tから座標系Wへ変換される。The interpolation point Pti is converted from the coordinate system T to the coordinate system W as follows.

Pwi= To ” Pti Pwi= 座標系Wにおける経路の最適化された点To= 最適化された配置方 向における座標系Tの変換行列 Pt1= 座標系Tについての経路点 Pwiを基礎として、ロボットの関節角Jlから56を、最適点て計算すること ができる。制御ユニツト3は、関節角をエンコーダElからE8の位置データに 転換させ、関節サーボNSIからNS8により諸関節を当該位置へ進ませる。Pwi= To  ” Pti Pwi = Optimized point To of route in coordinate system W = Optimized layout Transformation matrix of the coordinate system T in the direction Pt1 = path point regarding coordinate system T Based on Pwi, calculate 56 from the robot's joint angle Jl as the optimal point. Can be done. The control unit 3 converts the joint angle into the position data of E8 from the encoder El. Then, the joints are advanced to the relevant positions by joint servos NSI to NS8.

本発明の方法は、本発明の溶接への用途に関連する例示的な一実施例により上記 に説明されたに過ぎない。ロボットまたはワークピース・マニピュレータの何れ かに最適化または周辺条件の何れかが付与された、その他のロボット・セル用に も本発明の方法を応用し得ることを理解すべきである。上記の周辺条件は、ロボ ットまたはワークピース・マニピュレータの配置方向、それらの経路沿いにあり 得べき障害物、若干の関節の運動範囲における諸制約等に関わり得るものである 。The method of the invention is described above by way of an exemplary embodiment relating to the application of the invention to welding. It was only explained. Either robot or workpiece manipulator for other robot cells with either optimization or ambient conditions. It should be understood that the method of the present invention may also be applied. The above surrounding conditions are direction of the cut or workpiece manipulator, along their path. This may be related to obstacles to be obtained, restrictions on the range of motion of some joints, etc. .

FI3.2 F旧、3FI3.2 F old, 3

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.少なくとも5自由度のロボット(1)と、少なくとも2自由度のワークピー ス・マニピュレータ(2)と、前記ロボットおよび前記ワークピース・マニピュ レータを同期的に制御する制御ユニット(3)とを含むロボット・セルの経路の 制御方法において、前記経路の主要な諸点での手動制御(4)により前記ロボッ ト(1)および前記マニピュレータ(2)が互いに望ましい位置へ持ち来され、 前記諸点での前記ロボット(1)および前記マニピュレータ(2)相互の配置方 向に関するデータが前記制御ユニット(3)内に記憶される制御方法にして、経 路最適化規準を前記制御ユニット(3)へ付加する段階と、 前記最適化規準ならびに前記ロボットおよび前記マニピュレータ相互の配置方向 に関するデータに基づき前記制御ユニット(3)により最適経路を計算する段階 とを含むことを特徴とする制御方法。1. A robot (1) with at least 5 degrees of freedom and a workpiece with at least 2 degrees of freedom a workpiece manipulator (2), the robot and the workpiece manipulator (2); a control unit (3) for synchronously controlling the robot cell; In the control method, the robot is controlled by manual control (4) at major points along the route. (1) and the manipulator (2) are brought to desired positions relative to each other; How the robot (1) and the manipulator (2) are arranged relative to each other at the various points a control method in which data regarding the direction are stored in the control unit (3); adding road optimization criteria to the control unit (3); the optimization criteria and the mutual arrangement directions of the robot and the manipulator; calculating an optimal route by said control unit (3) based on data regarding A control method comprising: 2.請求の範囲第1項に記載の方法において、前記ロボット(1)および前記マ ニピュレータ(2)相互の配置方向が前記ロボット(1)のベース(6)の座標 系(W)に関する前記ロボット(1)の工具グリッパ(5)の座標系(P)の位 置として、且つまたマニピュレータ関節(J7),(J8)の角位置として記憶 されることを特徴とする方法。2. The method according to claim 1, wherein the robot (1) and the robot (1) The mutual arrangement direction of the nipulators (2) is the coordinate of the base (6) of the robot (1). The position of the coordinate system (P) of the tool gripper (5) of the robot (1) with respect to the system (W) and also as the angular positions of the manipulator joints (J7) and (J8). A method characterized by: 3.請求の範囲第1項に記載の方法において、周囲に対する前記ロボット(1) または前記マニピュレータ(2)の配置方向が前記最適化規準に含まれることを 特徴とする方法。3. A method according to claim 1, in which the robot (1) with respect to its surroundings or that the arrangement direction of the manipulator (2) is included in the optimization criterion. How to characterize it. 4.請求の範囲第1項に記載の方法において、前記マニピュレータの位置を変化 させずに前記ロボット(1)を制御することにより、前記ロボット(1)および 前記マニピュレータ(2)が互いに望ましい位置へ持ち来されることを特徴とす る方法。4. The method according to claim 1, wherein the position of the manipulator is changed. By controlling the robot (1) without causing the robot (1) and characterized in that the manipulators (2) are brought to desired positions relative to each other; How to do it.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4325407B2 (en) * 2004-01-08 2009-09-02 パナソニック株式会社 Industrial robot
EP2067570A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-10 Francisco Casal Tubet Robotic cell for loading and unloading cutting tools
EP2199882A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Method and calculator for creating instructions of a part-program
CN107553484B (en) * 2016-06-30 2020-07-07 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 Robot operation motion path planning method and system
TWI725630B (en) 2019-11-21 2021-04-21 財團法人工業技術研究院 Processing path generating device and method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60193016A (en) * 1984-03-14 1985-10-01 Toyota Motor Corp Robot device
US4598380A (en) * 1984-08-13 1986-07-01 Cincinnati Milacron Inc. Method and apparatus for controlling manipulator and workpiece positioner
ATE68894T1 (en) * 1986-11-17 1991-11-15 Siemens Ag METHOD OF CONTROLLING THE THREE-DIMENSIONAL MOVEMENT OF A ROBOT RELATIVE TO A WORKPIECE ATTACHED TO A WORKPIECE.
JP2652789B2 (en) * 1987-12-05 1997-09-10 ファナック 株式会社 Arc tracking control method

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