JPH06222817A - ロボットのウィービング制御装置 - Google Patents

ロボットのウィービング制御装置

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JPH06222817A
JPH06222817A JP1190293A JP1190293A JPH06222817A JP H06222817 A JPH06222817 A JP H06222817A JP 1190293 A JP1190293 A JP 1190293A JP 1190293 A JP1190293 A JP 1190293A JP H06222817 A JPH06222817 A JP H06222817A
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JP
Japan
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robot
weaving
axis
calculated
amplitude
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JP1190293A
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Matsuo Nose
松男 野瀬
Masamitsu Kitahashi
正光 北橋
Tamotsu Abe
保 阿部
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Publication date
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41219To compensate path, track error, calculate, use compensated reference
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41405Inverse kinematic, dynamic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49384Control of oscillatory movement like filling a weld, weaving

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロボットによるウィービング溶接を高精度に行
う。 【構成】演算目標位置θ1dに応じた信号が入力されロボ
ット各軸が駆動される駆動制御装置5、6、7の伝達関
数G(s)がロボット各軸のうち少なくとも1つの所定
軸について演算され、この演算された伝達関数の逆伝達
関数1/G(s)が上記所定軸についての演算目標位置
θ1dに乗算され当該演算目標位置がθ1d*と補正され、
この補正演算目標位置θ1d*に応じた信号が駆動制御装
置5、6、7に入力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットを制御す
る装置に関し、特にウィービング溶接が行われるロボッ
トに適用されてウィービング波形を精度よく描かせるこ
とができる制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットの分野では、ロボット先
端に取り付けられたトーチを溶接線の方向に対してたと
えば垂直の方向に所定のウィービング周波数で揺動させ
つつ溶接を行うウィービング溶接が一般的に行われてお
り、このウィービング溶接は、ロボットの全動作軸を駆
動させてトーチ先端をウィービング動作させることによ
り行われる。
【0003】ここに、ロボットとしてたとえば図2の1
3に示すような6軸の垂直多関節ロボットが使用される
が、この種のロボットには剛性の低い軸が存在するた
め、ウィービング周波数に対して共振特性を示し、ウィ
ービング波形の指令振幅に対して実際の振幅が大きくな
ってしまうという現象が起こる。
【0004】また、上記共振特性は、ロボットの姿勢変
化に伴い大きく変化するので、動作位置によって指令振
幅に対する実振幅の共振率が変化するという問題もあ
る。そこで、こうした問題を解決すべく、ロボットの機
械系のウィービング動作による共振率を求め、この共振
率の逆数を用いてトーチ先端(作業点)のウィービング
振幅指令値を補正する発明がなされており、それは特開
平3−207576号公報に開示されている。
【0005】図10はこの公報記載の発明を概略的に示
すブロック図であり、この図を参照して説明すると、同
図10(a)に示すようにウィービング波形演算部20
でトーチ先端の目標軌跡が演算され、逆変換演算部27
でトーチ先端の目標軌跡に基づいて機構学的に逆変換が
なされることにより、ロボット各軸の目標値(目標角
度)が算出される。そして上記目標値に基づきサーボ演
算部28で各軸が当該目標値に追従するような操作量が
アンプよりなる駆動部4に出力され、これにより減速
機、アームよりなる機構部5が駆動され、トーチ先端が
ウィービング動作される。ここに、上記ウィービング波
形演算部20では、トーチ先端のウィービング振幅の指
令値を同図10(b)に示すごとく補正するようにして
いる。同図10(b)はウィービング波形演算部20を
詳細にブロックにて示したものである。いま、補正を必
要とする軸は機械的剛性や固有振動数が最も低い鉛直方
向の軸、つまり図2のロボット13であれば第1軸J1
であり、この軸J1に対してのみ補正を行う場合を想定
する。
【0006】すると、まずウィービングベクトル演算手
段21ではトーチ先端のウィービングベクトルが生成さ
れ、J1軸指令振幅演算手段22でウィービングベクト
ルに基づきJ1軸に換算された指令振幅が求められる。
一方、J1軸共振率演算手段23で、ウィービング周波
数とロボット姿勢とからJ1軸の共振率が求められる。
つぎにJ1軸補正振幅演算手段24において、演算手段
22で求められたJ1軸指令振幅に、演算手段23で求
められた共振率の逆数を乗算して補正振幅が算出され
る。この補正振幅によってトーチ先端のウィービングベ
クトルがウィービングベクトル合成手段25で再合成さ
れ、ウィービング波形演算手段26において、再合成し
たベクトルを用いてウィービング目標軌跡を演算するこ
とによりトーチ先端のウィービング振幅指令値を補正し
ている。
【0007】図11は図10の処理内容を説明する図で
あり、いま同図11のP1点からP2点へ直線補間しなが
らウィービング溶接が行われ、その途中のP点における
指令振幅が補正されるものとする。なお、O点はロボッ
ト中心位置でXYはロボットに固定された座標系であ
る。
【0008】すると、演算手段21により、溶接線aに
対して直角方向のウィービングベクトルbが生成され、
演算手段22でJ1軸換算の指令振幅cが求められる。
つぎに、演算手段23でJ1軸の共振率が求められ、演
算手段24でJ1軸の補正振幅dが求められる。最後に
演算手段25でウィービングベクトルが再合成されベク
トルeが求められる。この求められたベクトルeがウィ
ービング振幅指令値補正後のベクトルとなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶接ロボッ
トが行うウィービングは、一般的にsin波形であるこ
とが多い。したがって、ウィービング動作の特性は、周
波数特性であるとみなすことができる。図12はロボッ
ト各軸の周波数特性を示したものである。同図に示すゲ
イン特性図中、m1はJ1軸の特性を、m2はその他の軸
の特性である。なお、同図では、その他の軸を所定の1
軸で代表させている。また、同図12の位相特性図中、
n1はJ1軸の位相遅れ量、n2は同様にその他の軸の位
相遅れ量である。さらに、f1はJ1軸の固有振動数、
f2はその他の軸の固有振動数であり、wはウィービン
グ周波数領域である。
【0010】ここに上述した従来技術にあっては、図1
2に示す特性でいえば、共振現象が顕著なJ1軸につい
て、共振特性たるゲイン特性のみを補正していることに
対応している。
【0011】しかし、ウィービング周波数が高周波領域
になると、たとえJ1軸のゲイン特性が改善されたとし
ても、図12の位相特性に示すようにJ1軸と他の軸と
の位相差Δφが大きくなるため、J1軸と他の軸との位
相のミスマッチが発生してしまう。このため、トーチ先
端のウィービング振幅精度は向上せず、ウィービング
面、波面のゆがみも改善されないという問題点が招来す
る。本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであ
り、単に共振特性(ゲイン特性)だけを補償するのでは
なく、共振特性(ゲイン特性)と位相特性の両方を補償
することにより、上記問題点を除去しようとするもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
溶接トーチ先端のウィービング目標軌跡に基づいてロボ
ット各軸の目標位置を演算し、該演算目標位置に応じた
信号を所定の駆動制御装置に入力させることにより前記
ロボット各軸を駆動させて、前記溶接トーチ先端を揺動
させつつ溶接線の方向に沿って移動させるウィービング
動作を行なわせるようにしたロボットのウィービング制
御装置において、前記駆動制御装置の伝達関数を前記ロ
ボット各軸のうち少なくとも1つの所定軸について演算
し、該演算された伝達関数の逆伝達関数を前記所定軸に
ついての前記演算目標位置に乗算することにより当該演
算目標位置を補正し、該補正演算目標位置に応じた信号
を前記駆動制御装置に入力させるようにしている。
【0013】
【作用】すなわち、この発明では、ウィービング動作の
特性は、ゲイン特性および位相特性で表される周波数特
性と見なすことができることに着目し、これらゲイン特
性、位相特性を表現し得る伝達関数を用いてロボットの
各動作軸をモデル化し、逆伝達関数を用いて指令値を補
正することにより、ウィービング周波数に対する周波数
特性(ゲイン特性、位相特性)を改善している。すなわ
ち、演算目標位置に応じた信号が入力されロボット各軸
を駆動する駆動制御装置の伝達関数がロボット各軸のう
ち少なくとも1つの所定軸について演算され、この演算
された伝達関数の逆伝達関数が上記所定軸についての演
算目標位置に乗算され当該演算目標位置が補正され、こ
の補正演算目標位置に応じた信号が駆動制御装置に入力
されることになる。
【0014】
【実施例】以下図面を参照して本発明に係るロボットの
ウィービング制御装置の実施例について説明する。図1
は実施例の制御装置をブロックにて示したものであり、
同図(b)は同図(a)に示すウィービング波形演算部
1の詳細を示す。なお、この実施例に適用されるロボッ
トとしては前述したのと同様な図2に示すJ1〜J6の
6軸からなる垂直多関節ロボット13を想定しており、
図1の実施例装置はこのロボット13のアーム先端に取
り付けられたトーチ14によってウィービング波形が精
度よく描かれるようにロボット各軸J1〜J6を制御す
るものである。
【0015】なお、実施例では6軸の垂直多関節ロボッ
トを想定しているが、本発明としてはこれに限定される
ことく軸数や機構部の構成等は任意であり、以下に説明
する内容の機構に係る部分を所要に変更すれば、他の型
式のロボットにも適用可能である。
【0016】また、以下に説明する補正はロボットの全
動作軸について実施するのが理想的ではあるが、補正演
算を行うCPUの処理能力に限界がある場合あるいは機
構部の構成によって補正の必要のない軸がある場合等に
は、一部の軸、つまり少なくとも1つの所定軸のみにつ
いて補正を行うようにしてもよい。
【0017】さて、ウィービング波形演算部1はウィー
ビングベクトル演算手段11とウィービング波形演算手
段12とからなっており、従来技術と異なるのはトーチ
14の先端のウィービング振幅指令値には補正を加えて
いないということである。
【0018】而して、ウィービング波形演算部1からト
ーチ14の先端の目標軌跡が算出される。この目標軌跡
は(X、Y、Z(3次元位置)、A、B、C(角度))
なる6自由度のパラメータで表現される。さて逆変換演
算部2ではトーチ先端の目標軌跡、つまりトーチ先端位
置(X、Y、Z、A、B、C)より機構学的に各軸J1
〜J6の位置(角度)に逆変換することにより、各軸J
1〜J6の目標値(目標角度)θ1d〜θ6dが算出され
る。つぎにフィルタ演算部3にて、制御系・機械系の逆
伝達関数モデルを用いたフィルタによって上記各軸目標
値が補正される。ここで、「制御系・機械系」とは後段
のサーボ演算部5、駆動部6および機構部7のことであ
る。
【0019】さて、フィルタ演算部3にて補正された目
標値θ1d*〜θ6d*に追従するようにサーボ演算部5か
らアンプよりなる駆動部6に対して操作量が出力され、
減速機、アームよりなる機構部7が駆動され、ウィービ
ング周波数に対する周波数特性が後述するごとく改善さ
れる。また、上記「制御系、機械系」の周波数特性は、
後述するようにロボット13の姿勢および各軸に換算さ
れたウィービング波形の振幅によって変化する。そこ
で、伝達関数モデル演算部4では、オンラインで伝達関
数モデルのパラメータが上記姿勢および振幅に基づいて
演算され伝達関数G(s)が変更され、この変更された
伝達関数G(s)をフィルタ演算部3に加えるようにし
ている。なお、サーボ演算部5、駆動部6、機構部7
は、ロボット13の制御軸数(6)ごとに存在してお
り、フィルタ演算部3および伝達関数モデル演算部4は
実施例における補正の対象である軸についてのみ存在し
ている。しかし、各補正軸に対する補正の内容は同じで
あり、伝達関数モデルのパラメータが異なるのみだけな
ので、以下の説明ではJ1軸(第1軸)のみを補正する
場合を例にとり、さらに詳細に説明するさて、J1軸に
関するサーボ演算部5、駆動部6、機構部7たる制御系
・機械系の周波数特性は図3(a)に示すごとく求める
ことができる。なお、図3(a)中においてwはウィー
ビング周波数領域を、f1はJ1軸の固有振動数を示し
ている。よって、この求められた周波数特性より伝達関
数モデルを作成することができる。この実施例では上記
制御系・機械系5、6、7が2次振動系であると仮定し
てモデル化している。
【0020】2次振動系の伝達関数モデルG(s)は次
式(1)で表される。なお、以下においてX^2とある
のは、Xの2乗を表すものと定義する。また、√(X)
とあるのはXの平方根を表すものと定義する。
【0021】 G(s)=ω^2/(s^2+2ζωs+ω^2) …(1) ここに、ωはJ1軸の固有角周波数、ζはダンピング係
数である。
【0022】したがって、図3(a)とまったく逆の特
性を持つモデル、つまり図3(b)に示す逆伝達関数モ
デル1/G(s)は次式で表すことができる。
【0023】 1/G(s)=(s^2+2ζωs+ω^2)/ω^2 …(2) いま、J1軸の制御系、機械系がウィービング周波数に
対して図3(a)に示すような周波数特性をもつなら
ば、図3(b)に示すフィルタ3を用いてウィービング
目標値θ1d〜θ6dを補正し、この補正値θ1d*〜θ6d*
に応じた信号を制御系、機械系5、6、7に入力信号と
して加えてやれば、図3(a)の特性と同図(b)の特
性とが全ウィービング周波数域にわたって相殺され、J
1軸のウィービング周波数に対する周波数特性(ゲイン
特性、位相特性)は図3(c)に示すごとく理論的には
改善されるはずである。
【0024】ところが、実際のロボット13にあって
は、実際の制御系・機械系5、6、7は2次振動系では
なくて、更に高次の振動系であり、2次振動モデルでは
厳密な補正を行うことはできない。特に高周波数領域で
は、モデル化誤差が大きくなる。しかし、補正対象はウ
ィービング周波数領域であり、周波数は最大でも5Hz
程度であることから、この領域では2次振動系でモデル
化してもまったく問題はなく、補正が精度よくなされる
こととなる。
【0025】このように、実施例では、目標値θ1d〜θ
6dに応じた信号が入力されロボット各軸J1〜J6が駆
動される制御系・機械系5、6、7の伝達関数G(s)
がロボット各軸のうち少なくとも1つの所定軸J1につ
いて演算され、この演算された伝達関数の逆伝達関数1
/G(s)が上記所定軸J1についての演算目標位置θ
1dに乗算され当該演算目標位置がθ1d*と補正され、こ
の補正演算目標位置θ1d*に応じた信号が制御系・機械
系5、6、7に入力されることになる。この結果、図3
(c)に示すごとく共振特性(ゲイン特性)だけでなく
位相特性も改善され、J1軸と他の軸J2〜J6との位
相マッチングもとれ、ウィービング振幅だけでなくウィ
ービング面、波形のゆがみも補正されるという効果が得
られる。ところで、上記(2)式によればフィルタ演算
部3において、ラプラス変換式で表現すると以下のよう
な演算を行っていることを意味する。
【0026】 θ1d*(s)=θ1d/G(s) ={(s^2+2ζωs+ω^2)/ω^2}・θ1d(s) …(3) ここで、θ1d(s)は逆変換演算部2で演算されたJ1
軸の目標値、θ1d*(s)はフィルタ演算部3で補正さ
れたJ1軸目標値を表す。sは1回微分を、s^2は2
回微分を表す演算子であるから、(3)式を時間領域で
表現すると次式のようになる。
【0027】 θ1d*(t)=θ1d(t)+(2ζ/ω)θ・1d(t)
+(1/ω^2)θ・・1d(t) …(4) したがってフィルタ演算部3においてオンラインで
(4)式の演算を行いJ1軸の目標値を補正することに
よりJ1軸の周波数特性を改善できる。
【0028】つぎに伝達関数モデル演算部4の詳細につ
いて説明する。
【0029】いま、ロボットが線形システムであると仮
定するならば、上記(2)式あるいは(4)式のパラメ
ータω、ζはロボットの姿勢(慣性)のみから求めれば
よい。しかし、実際のロボット13には減速機部にロス
トモーション(バネ剛性の低い領域)やヒステリシスが
存在するため非線形特性を示し、たとえば指令振幅が小
さくなると、ロストモーション域でのウィービングとな
り、見かけ上バネ剛性が小さくなることから、慣性が一
定でもパラメータω、ζが変化してしまう。
【0030】すなわち、パラメータω、ζはロボットの
姿勢(慣性)および指令振幅を変数として求める必要が
ある。そこでこの実施例では以下のようにしてω、ζを
求めている。
【0031】まず、ロボット13を図4に示すごとくモ
デル化し、下式(5)のようにしてJ1軸回りの慣性モ
ーメントJを求める。この実施例では、J2軸を集中マ
スと考えこれをJ2軸のリンク上に設定し、J3軸〜J
6軸はまとめて集中マスと考えこれをJ3軸のリンク上
の設定し、さらにJ1軸の固定マスを考慮したモデルと
している。よって、図4より明らかに、 r2=L2G・sin(θ2d) …(5) r3=L2・sin(θ2d)+L3G・cos(θ2d+θ3d) …(6) J=J10+m2・(r2)^2+m3・(r3)^2 …(7) が得られる。ここで、θ2d、θ3dはJ2、J3軸の目標
値、m2はJ2軸のマス、m3はJ3〜J6軸のマス、L
2G、L3Gは集中マスm2、m3の位置、L2はJ2軸のリ
ンク長、r2、r3はJ1軸回転中心から各集中マスまで
の水平距離、J10はJ1軸の固定イナーシャを示す。
【0032】つぎに、トーチ先端のウイービングベクト
ルとトーチ先端位置から、下式によりJ1軸換算の指令
振幅、つまり溶接トーチが描くウィービング波形に応じ
て所定軸J1が描く波形の振幅θwが求められる(図5
参照)。
【0033】 W1=|−Xw・sin(θ1d)+Yw ・cos(θ1d)| …(8) L=√((Xt)^2+(Yt)^2) …(9) θw=W1/L …(10) ここで、X、Yはロボット13の座標系、Xw、Ywはロ
ボット13の座標系でのウィービングベクトル、Xt、
Ytはロボット座標系でのトーチ先端位置、W1はJ1軸
方向のウィービング幅、Lはロボット中心O点からトー
チ先端までの距離を示している。
【0034】ところで、上記(2)式を変形すると次式
となる。
【0035】 1/G(s)=1+(2ζ/ω)・s+(1/ω^2)
・s^2+1+γ1・s+γ2・s^2 …(11) γ1=2ζ/ω …(12) γ2=1/ω^2 …(13) このように(2)式のパラメータである固有角周波数
ω、ダンピング係数ζはフィルタ係数γ1、γ2に置き換
えられ、以下これらフィルタ係数γ1、γ2をJ1軸回り
の慣性モーメントJおよびJ1軸換算の指令振幅θwに
よって表す。
【0036】そこで、フィルタ係数γ1、γ2と慣性モー
メントJ、指令振幅θwとの関係について考察する。
【0037】いま、2次振動モデルを図6のようないわ
ゆるマス−バネ−ダッシュポット系であるとすると、固
有周波数ω、ダンピング係数ζは次式で表される。
【0038】ω=√(K/J) …(14) ζ=C/2√(JK) …(15) よって、これら(14)、(15)式を(12)、(1
3)式に代入すると、 γ1=C/K …(16) γ2=J/K …(17) が得られる。なお、Cは粘性摩擦係数、Kはバネ定数を
表す。
【0039】上記(17)式からいえることは、フィル
タ係数γ2は慣性モーメントJに比例するということで
ある。
【0040】また、J1軸の関節部の静特性は、減速機
部のロストモーション等により図7に示すごとく変位の
小さい領域でバネ定数が低下してしまうため、これが原
因で指令振幅θwが変わると周波数特性も変化すると考
えられる。そこで、バネ定数Kは、変位であるところの
指令振幅θwに比例すると仮定すると、フィルタ係数γ1
およびγ2は指令振幅θwと反比例の関係にあるといえ
る。なお、図7中、gは低剛性域を示す。
【0041】以上の考察から、フィルタ係数γ1を指令
振幅θwに反比例させ、γ2を慣性モーメントJに比例さ
せるとともに指令振幅θwに反比例させて求めればよい
ことがわかる。
【0042】ただし、この実施例では、演算を簡単にす
るために図8、図9に示すようにフィルタ係数γ1、γ2
と慣性モーメントJ、指令振幅θwの関係を直線で近似
している。なお、計算式は省略する。なお、図8、9中
のgは低剛性域を示す。
【0043】ここで、図8、図9中の各θw-min、θw-m
ax、J-min、J-maxにおけるフィルタ係数γ1、γ2は予
め実験的に求めておくものとする。たとえば、各水準で
(11)式のフィルタを用いて、ウィービング周波数域
で図3(c)のような周波数特性となるようにフィルタ
係数γ1、γ2を設定すればよい。
【0044】以上のように伝達関数モデル演算部4にお
いて上記(5)、(6)、(7)式からJ1軸回りの慣
性モーメントJが演算され、また上記(8)、(9)、
(10)式からJ1軸換算の指令振幅θwが演算され、
図8、図9よりフィルタ係数γ1、γ2が求められ、これ
らを(11)式に代入することで、オンラインで伝達関
数モデルG(s)、つまり逆伝達関数モデル1/G
(s)を変更することができる。よって、この逆伝達関
数1/G(s)が、前述したごとく駆動軸J1について
の目標位置θ1dに乗算されθ1d*と補正されて、この補
正演算目標位置θ1d*に応じた信号が制御系・機械系
5、6、7に入力される。この結果、任意のウィービン
グ周波数において共振特性(ゲイン特性)と位相特性の
両方が補償され、トーチ先端のウィービング振幅精度が
向上するとともに、ウィービング面、波形のゆがみも飛
躍的に改善されることとなる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボット駆動軸の演算目標位置に応じた信号が入力され
ロボット駆動軸を駆動する所定の駆動制御装置の伝達関
数が演算され、この演算された伝達関数の逆伝達関数が
駆動軸についての演算目標位置に乗算されて当該演算目
標位置を補正し、この補正演算目標位置に応じた信号を
駆動制御装置に入力するようにしたので、任意のウィー
ビング周波数に対する共振特性(ゲイン特性)と位相特
性の両方が補償され、トーチ先端のウィービング振幅精
度が向上するとともに、ウィービング面、波形のゆがみ
も飛躍的に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るロボットのウィービング制
御装置の実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】図2は実施例に適用されるロボットの外観を示
す斜視図である。
【図3】図3は図1に示すフィルタによって周波数特性
が改善される様子を説明するために用いたグラフであ
る。
【図4】図4は図2に示すロボットをモデル化して示す
図である。
【図5】図5はトーチ先端のウィービング波形からロボ
ット駆動軸に換算した波形振幅を演算する様子を説明す
るために用いた図である。
【図6】図6は2次振動モデルを示す図である。
【図7】図7はロボットの駆動軸の関節部の静特性を示
す、力と変位との関係を示すグラフである。
【図8】図8はロボット駆動軸に換算した波形の振幅と
フィルタ係数との関係を示すグラフである。
【図9】図9はロボット駆動軸に換算した波形の振幅と
ロボット駆動軸回りのロボットの慣性モーメントとフィ
ルタ係数との関係を示すグラフである。
【図10】図10は従来の制御装置の構成を例示したブ
ロック図である。
【図11】図11は図10に示す制御装置で行われる処
理を説明するために用いた図であり、ウィービング波形
から各軸換算の振幅を補正する様子を示す図である。
【図12】図12は従来技術の周波数特性を示すグラフ
である。
【符号の説明】
3 フィルタ演算部 4 伝達関数モデル演算部 5 サーボ演算部 6 駆動部 7 機構部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/403 M 9064−3H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接トーチ先端のウィービング目標
    軌跡に基づいてロボット各軸の目標位置を演算し、該演
    算目標位置に応じた信号を所定の駆動制御装置に入力さ
    せることにより前記ロボット各軸を駆動させて、前記溶
    接トーチ先端を揺動させつつ溶接線に沿って移動させる
    ウィービング動作を行なわせるようにしたロボットのウ
    ィービング制御装置において、 前記駆動制御装置の伝達関数を前記ロボット各軸のうち
    少なくとも1つの所定軸について演算し、該演算された
    伝達関数の逆伝達関数を前記所定軸についての前記演算
    目標位置に乗算することにより当該演算目標位置を補正
    し、該補正演算目標位置に応じた信号を前記駆動制御装
    置に入力させるようにしたロボットのウィービング制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前記ロボット各軸の現在位置に基づ
    き前記所定軸回りの前記ロボットの慣性モーメントを演
    算するとともに、前記溶接トーチが描くウィービング波
    形の振幅に基づき前記所定軸が描く前記ウィービング波
    形に対応する波形の振幅を演算し、これら演算された慣
    性モーメントおよび振幅に基づいて前記伝達関数を演算
    するようにした請求項1記載のロボットのウィービング
    制御装置。
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