JPH0712597B2 - 工業用ロボットとポジショナの連動制御システム - Google Patents
工業用ロボットとポジショナの連動制御システムInfo
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- JPH0712597B2 JPH0712597B2 JP59087073A JP8707384A JPH0712597B2 JP H0712597 B2 JPH0712597 B2 JP H0712597B2 JP 59087073 A JP59087073 A JP 59087073A JP 8707384 A JP8707384 A JP 8707384A JP H0712597 B2 JPH0712597 B2 JP H0712597B2
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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
- G05B19/418—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
-
- 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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33263—Conversion, transformation of coordinates, cartesian or polar
-
- 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]
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、工業ロボットとポジショナの連動制御シス
テムに係り、特に工業ロボットとポジショナとを同時作
動させて所望の作業を高精度で行わせる制御システムに
関する。
テムに係り、特に工業ロボットとポジショナとを同時作
動させて所望の作業を高精度で行わせる制御システムに
関する。
一般に工業用ロボットは複数の自由度を有して構成され
ており、この自由度によって手首先端に取り付けた溶接
トーチ、塗装ガンその他の工具に任意の位置及び姿勢を
与えることが出来るが、一般には各作業の特殊性により
工具等の最適な姿勢が存在する。
ており、この自由度によって手首先端に取り付けた溶接
トーチ、塗装ガンその他の工具に任意の位置及び姿勢を
与えることが出来るが、一般には各作業の特殊性により
工具等の最適な姿勢が存在する。
例えば溶接に関しては溶接トーチを下向きにして行う作
業姿勢が最適で、次に適しているのは水平方向の隅肉溶
接である。つまり、いかにロボットが論理的には十分な
自由度を持っているとはいっても、作業対象に応じてと
りうる作業姿勢に制限がある。
業姿勢が最適で、次に適しているのは水平方向の隅肉溶
接である。つまり、いかにロボットが論理的には十分な
自由度を持っているとはいっても、作業対象に応じてと
りうる作業姿勢に制限がある。
そこで逆にワークの位置及び姿勢を変えることによりロ
ボットのとりうる作業姿勢にワークを合わせることが必
要となるが、このための装置がポジショナである。
ボットのとりうる作業姿勢にワークを合わせることが必
要となるが、このための装置がポジショナである。
このようなポジショナの一つの使い方は、たとえば回転
式ポジショナの場合、ポジショナの回転テーブル上にワ
ークを固定し、この回転テーブルを回転させてワークの
位置決めを行い、次にロボットがワークに対して溶接な
どの作業を行い、ロボットの姿勢制御に都合の良いある
部分の溶接等の作業が完了すると、その時点で一度ロボ
ットが退避し、その後再びポジショナがワークを他の角
度に位置決めし、再度ロボットによる溶接等の作業を行
うという動作を繰り返すものである。
式ポジショナの場合、ポジショナの回転テーブル上にワ
ークを固定し、この回転テーブルを回転させてワークの
位置決めを行い、次にロボットがワークに対して溶接な
どの作業を行い、ロボットの姿勢制御に都合の良いある
部分の溶接等の作業が完了すると、その時点で一度ロボ
ットが退避し、その後再びポジショナがワークを他の角
度に位置決めし、再度ロボットによる溶接等の作業を行
うという動作を繰り返すものである。
しかし、この使い方によれば、ロボットの作動とポジシ
ョナの作動とが交互に行われる為に、それぞれの作動時
間を加算しただけの作動時間が必要で、作業時間が長く
なる欠点がある。またポジショナの作動時間中にはロボ
ットの作動が行われない為に作業が中断し、たとえば溶
接や塗装作業では仕上がりにむらを生じるおそれがあ
る。
ョナの作動とが交互に行われる為に、それぞれの作動時
間を加算しただけの作動時間が必要で、作業時間が長く
なる欠点がある。またポジショナの作動時間中にはロボ
ットの作動が行われない為に作業が中断し、たとえば溶
接や塗装作業では仕上がりにむらを生じるおそれがあ
る。
このためロボットとポジショナとを相互に連動させるこ
とが提案されているが、従来提案されているものは、教
示時にワークを支持したポジショナを動作させて得られ
るこのポジショナを基準としたポジショナ座標系でのワ
ークの移動点データと、工業用ロボットを基準としたロ
ボット座標系での作業工具の移動点データとについて、
ポジショナと工業用ロボットそれぞれで別個に教示点間
を直線補間等の周知の軌跡補間方法によって補間するこ
とによって動作させているものであった。
とが提案されているが、従来提案されているものは、教
示時にワークを支持したポジショナを動作させて得られ
るこのポジショナを基準としたポジショナ座標系でのワ
ークの移動点データと、工業用ロボットを基準としたロ
ボット座標系での作業工具の移動点データとについて、
ポジショナと工業用ロボットそれぞれで別個に教示点間
を直線補間等の周知の軌跡補間方法によって補間するこ
とによって動作させているものであった。
従って、ワーク上で実現される作業線（軌跡）は、ポジ
ショナおよび工業用ロボットそれぞれの軌跡補間動作を
組み合わせることによって実現される比較的単純な作業
線のみであった。例えば、溶接線が円弧状のワークの外
周部に沿ったものに限られるなどの制限があった。
ショナおよび工業用ロボットそれぞれの軌跡補間動作を
組み合わせることによって実現される比較的単純な作業
線のみであった。例えば、溶接線が円弧状のワークの外
周部に沿ったものに限られるなどの制限があった。
一般的なワークに対する作業の場合は作業線はより複雑
なものであるが、そのような作業線を上述の単純な軌跡
で近似する方法により実現することも行われていた。そ
の場合には、再生動作において、教示された点について
はワークの位置及び姿勢およびロボットの作業姿勢が教
示時の位置や姿勢通りに再現されるが、教示された点の
間の点については、意図した軌跡をたどるとは限らず、
近似による誤差が発生する。
なものであるが、そのような作業線を上述の単純な軌跡
で近似する方法により実現することも行われていた。そ
の場合には、再生動作において、教示された点について
はワークの位置及び姿勢およびロボットの作業姿勢が教
示時の位置や姿勢通りに再現されるが、教示された点の
間の点については、意図した軌跡をたどるとは限らず、
近似による誤差が発生する。
この誤差が大きい場合には、実際の作業線が意図した作
業線からずれる結果、作業の仕上がりの品質を悪くして
いた。
業線からずれる結果、作業の仕上がりの品質を悪くして
いた。
前記の単純な軌跡で近似する方法において、例えば近似
による誤差の絶対的な大きさを小さくするために、各教
示点間の距離を短くする方法も行われていたが、その場
合には、一つの作業線を構成する教示点の数をかなり多
くしなければならず、それに伴って教示に手間がかかる
ので、教示者の作業に係る負担が大きくなる等不十分な
ものであった。
による誤差の絶対的な大きさを小さくするために、各教
示点間の距離を短くする方法も行われていたが、その場
合には、一つの作業線を構成する教示点の数をかなり多
くしなければならず、それに伴って教示に手間がかかる
ので、教示者の作業に係る負担が大きくなる等不十分な
ものであった。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、一般的なワークに対する作業
を、工業用ロボットとポジショナとを実質的に同時に作
動させて行わせうるような連動制御システムを提供する
ことにある。
の目的とするところは、一般的なワークに対する作業
を、工業用ロボットとポジショナとを実質的に同時に作
動させて行わせうるような連動制御システムを提供する
ことにある。
而して、この発明によれば、３次元空間内でポジショナ
によりワークを移動させかつ工業用ロボットにより作業
工具を移動させて所望の作業を行う制御システムにおい
て、教示時にワークを支持したポジショナを動作させて
得られるこのポジショナを基準としたポジショナ座標系
でのワークの移動点データと工業用ロボットを基準とし
たロボット座標系での作業工具の移動点データとに基づ
いて、前記ロボット座標系での作業工具の移動点データ
をワークを基準としたワーク座標系での作業工具の移動
点データに変換する第１のデータ変換手段、その第１の
データ変換手段で求めた作業工具の移動点データに基づ
いて、それら移動点間のワーク座標系での補間点データ
を算出する補間演算手段、その補間演算手段で求めた補
間点と同数の点で前記ポジショナ座標系でのワークの移
動点間を等分して等分点データを得る等分演算手段、そ
の等分演算手段で求めたポジショナ座標系での等分点デ
ータと前記ワーク座標系での作業工具の補間点データと
に基づいて、前記ワーク座標系での作業工具の補間点デ
ータをロボット座標系での補間点データに変換する第２
のデータ変換手段、前記ポジショナ座標系での等分点デ
ータをトレースしてワークをホジショナにより３次元空
間内で移動させるホジショナ制御手段、および前記ポジ
ショナ制御手段と連動して前記ロボット座標系での補間
点データをトレースし、作業工具を工業用ロボットによ
り３次元空間内で移動させる工業用ロボットの制御手段
を具備した点を構成上の要旨とする工業用ロボットとポ
ジショナの連動制御システムが提供される。
によりワークを移動させかつ工業用ロボットにより作業
工具を移動させて所望の作業を行う制御システムにおい
て、教示時にワークを支持したポジショナを動作させて
得られるこのポジショナを基準としたポジショナ座標系
でのワークの移動点データと工業用ロボットを基準とし
たロボット座標系での作業工具の移動点データとに基づ
いて、前記ロボット座標系での作業工具の移動点データ
をワークを基準としたワーク座標系での作業工具の移動
点データに変換する第１のデータ変換手段、その第１の
データ変換手段で求めた作業工具の移動点データに基づ
いて、それら移動点間のワーク座標系での補間点データ
を算出する補間演算手段、その補間演算手段で求めた補
間点と同数の点で前記ポジショナ座標系でのワークの移
動点間を等分して等分点データを得る等分演算手段、そ
の等分演算手段で求めたポジショナ座標系での等分点デ
ータと前記ワーク座標系での作業工具の補間点データと
に基づいて、前記ワーク座標系での作業工具の補間点デ
ータをロボット座標系での補間点データに変換する第２
のデータ変換手段、前記ポジショナ座標系での等分点デ
ータをトレースしてワークをホジショナにより３次元空
間内で移動させるホジショナ制御手段、および前記ポジ
ショナ制御手段と連動して前記ロボット座標系での補間
点データをトレースし、作業工具を工業用ロボットによ
り３次元空間内で移動させる工業用ロボットの制御手段
を具備した点を構成上の要旨とする工業用ロボットとポ
ジショナの連動制御システムが提供される。
上記構成の個々の手段はコンピュータ又は個別回路等を
用いることによる構成することができる。
用いることによる構成することができる。
以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明をさらに
詳説する。なお、これによりこの発明が限定されるもの
ではない。
詳説する。なお、これによりこの発明が限定されるもの
ではない。
図面において、第１図はこの発明の工業用ロボットとポ
ジショナの連動制御システムの一実施例の模式的な構成
説明図、第２図は第１図に示すシステムにおけるロボッ
ト，ポジショナおよびワークを各々基準とした各座標系
の相互関係を示す説明図、第３図は第１図に示すシステ
ムの制御手順の主要部を示すフローチャートである。
ジショナの連動制御システムの一実施例の模式的な構成
説明図、第２図は第１図に示すシステムにおけるロボッ
ト，ポジショナおよびワークを各々基準とした各座標系
の相互関係を示す説明図、第３図は第１図に示すシステ
ムの制御手順の主要部を示すフローチャートである。
第１図に示すように、システム１は、工業用ロボット２
と、回転式ポジショナ３と、それらの工業用ロボット２
およびポジショナ３を制御する制御部４と、操作盤５と
から基本的に構成されている。ポジショナ３の回転テー
ブル６上に設置されたワーク７（第２図参照）を回転移
動させ、かつ工業ロボット２によってその先端に保持さ
せた作業工具2aを移動させてワーク７に所望の作業（た
とえば溶接や塗装など）を施す。
と、回転式ポジショナ３と、それらの工業用ロボット２
およびポジショナ３を制御する制御部４と、操作盤５と
から基本的に構成されている。ポジショナ３の回転テー
ブル６上に設置されたワーク７（第２図参照）を回転移
動させ、かつ工業ロボット２によってその先端に保持さ
せた作業工具2aを移動させてワーク７に所望の作業（た
とえば溶接や塗装など）を施す。
工業用ロボット２は、自由度５の従来公知のロボットで
あり、各軸に関する角度データ（θ1,θ2,θ3,θ4,
θ５）を制御部４から入力されて駆動される。また、固
有の基準点Ｐを原点とする直角座標系（X,Y,Z）（ロボ
ット座標系）を有している。
あり、各軸に関する角度データ（θ1,θ2,θ3,θ4,
θ５）を制御部４から入力されて駆動される。また、固
有の基準点Ｐを原点とする直角座標系（X,Y,Z）（ロボ
ット座標系）を有している。
回転式ポジショナ３は、自由度２の従来公知のポジショ
ナであり、回転テーブル６の回転角度αと傾斜角度βと
を制御部４から入力されて駆動される。したがって回転
テーブル６に設置されたワーク７の位置は、ポジショナ
３に固有の回転座標系（α，β）（ポジショナ座標系）
で示される。
ナであり、回転テーブル６の回転角度αと傾斜角度βと
を制御部４から入力されて駆動される。したがって回転
テーブル６に設置されたワーク７の位置は、ポジショナ
３に固有の回転座標系（α，β）（ポジショナ座標系）
で示される。
一方、ワーク７もまたそれ自身に固有の直角座標系（U,
V,W）（ワーク座標系）を有している。この座標系（U,
V,W）はワーク７の移動と共に移動する。
V,W）（ワーク座標系）を有している。この座標系（U,
V,W）はワーク７の移動と共に移動する。
上記各座標系の相互の関係は、説明の都合上、第２図に
示すように、ポジショナ３の傾斜の回転軸ＢがＸ軸に平
行で、回転テーブル６の回転軸Ａがβ＝０すなわち傾斜
ゼロのときＺ軸に平行であるとし、また回転軸A,Bの交
点と座標系（U,V,W）の原点とが点Ｑで一致しているも
のとし、さらにＷ軸と回転軸Ａが一致しかつα＝０のと
きＵ軸と回転軸Ｂが一致するものとする。また工業用ロ
ボット２を基準とした座標系（X,Y,Z）での点Ｑの座標
を（X0,Y0,Z0）とする。
示すように、ポジショナ３の傾斜の回転軸ＢがＸ軸に平
行で、回転テーブル６の回転軸Ａがβ＝０すなわち傾斜
ゼロのときＺ軸に平行であるとし、また回転軸A,Bの交
点と座標系（U,V,W）の原点とが点Ｑで一致しているも
のとし、さらにＷ軸と回転軸Ａが一致しかつα＝０のと
きＵ軸と回転軸Ｂが一致するものとする。また工業用ロ
ボット２を基準とした座標系（X,Y,Z）での点Ｑの座標
を（X0,Y0,Z0）とする。
これらの座標系は、あらかじめ操作盤５から制御部４に
入力される。
入力される。
システム１の作業に際して教示すべきデータは、少なく
とも２つの教示点における工業用ロボット２の角度デー
タ（θ1a,θ2a,θ3a,θ4a,θ5a），（θ1b,θ2b,θ3b,
θ4b,θ5b）およびポジショナ３の角度データ（αa,β
ａ），（αb,βｂ）（ポジショナ座標系でのワーク７の
移動データ）と、再生時の位置決め時間間隔Δｔと、再
生速度Ｒと、補間の方式（たとえば直線補間）の指示と
である。
とも２つの教示点における工業用ロボット２の角度デー
タ（θ1a,θ2a,θ3a,θ4a,θ5a），（θ1b,θ2b,θ3b,
θ4b,θ5b）およびポジショナ３の角度データ（αa,β
ａ），（αb,βｂ）（ポジショナ座標系でのワーク７の
移動データ）と、再生時の位置決め時間間隔Δｔと、再
生速度Ｒと、補間の方式（たとえば直線補間）の指示と
である。
制御部４は、コンピュータを内蔵しており，上記教示デ
ータに基づいて以下のステップS1〜S9に従って工業用ロ
ボット２およびポジショナ３を制御する。なお、これら
のステップ番号は第３図のフローチャートの参照番号と
対応している。
ータに基づいて以下のステップS1〜S9に従って工業用ロ
ボット２およびポジショナ３を制御する。なお、これら
のステップ番号は第３図のフローチャートの参照番号と
対応している。
（S1）教示点データ（θ1a,θ2a,θ3a,θ4a,θ5a），
（θ1b,θ2b,θ3b,θ4b,θ5b）を読み出し、工業用ロボ
ット２の角度データ（θ1,θ2,θ3,θ4,θ５）を座標系
（X,Y,Z）のデータに変換する。この変換は公知の処理
手順により行うことができるもので、これにより２つの
教示点における作業工具2aの位置データ（Xa,Ya,Za），
（Xb,Yb,Zb）（ロボット座標系での作業工具2aの移動点
データ）を得る。
（θ1b,θ2b,θ3b,θ4b,θ5b）を読み出し、工業用ロボ
ット２の角度データ（θ1,θ2,θ3,θ4,θ５）を座標系
（X,Y,Z）のデータに変換する。この変換は公知の処理
手順により行うことができるもので、これにより２つの
教示点における作業工具2aの位置データ（Xa,Ya,Za），
（Xb,Yb,Zb）（ロボット座標系での作業工具2aの移動点
データ）を得る。
（S2）作業工具2aの位置データ（Xa,Ya,Za）とそのとき
のポジショナ３の角度データ（αa,βａ）に基づいて、
位置データ（Xa,Ya,Za）を、ワーク７を基準とした座標
系（U,V,W）の位置データに変換する。この変換は式
の演算処理においてＸ＝Xa,Y＝Ya,Z＝Za,α＝αa,β＝
βａとすることにより行うことができるもので、位置デ
ータ（Ua,Va,Wa）を得る。
のポジショナ３の角度データ（αa,βａ）に基づいて、
位置データ（Xa,Ya,Za）を、ワーク７を基準とした座標
系（U,V,W）の位置データに変換する。この変換は式
の演算処理においてＸ＝Xa,Y＝Ya,Z＝Za,α＝αa,β＝
βａとすることにより行うことができるもので、位置デ
ータ（Ua,Va,Wa）を得る。
（S3）作業工具2aの位置データ（Xb,Yb,Zb）とそのとき
のポジショナ３の角度データ（αb,βｂ）に基いて、位
置データ（Xb,Yb,Zb）を、ワーク７を基準とした座標系
（U,V,W）の位置データに変換する。この変換は式に
おいてＸ＝Xb,Y＝Yb,Z＝Zb,α＝αb,β＝βｂとするこ
とにより行うことができるもので、位置データ（Ub,Vb,
Wb）を得る。
のポジショナ３の角度データ（αb,βｂ）に基いて、位
置データ（Xb,Yb,Zb）を、ワーク７を基準とした座標系
（U,V,W）の位置データに変換する。この変換は式に
おいてＸ＝Xb,Y＝Yb,Z＝Zb,α＝αb,β＝βｂとするこ
とにより行うことができるもので、位置データ（Ub,Vb,
Wb）を得る。
（S4）得られた位置データ（Ua,Va,Wa），（Ub,Vb,Wb）
（ワーク座標系での作業工具2aの移動点データの間の補
間点データ（Um,Vm,Wm）を算出する。ただし１≦ｍ≦Ｎ
で、Ｎの値は、両位置データ間の長さＬを算出し、その
ＬをＲ・Δｔで除し、その商を整数化した値Ｍより１少
ない値となる。
（ワーク座標系での作業工具2aの移動点データの間の補
間点データ（Um,Vm,Wm）を算出する。ただし１≦ｍ≦Ｎ
で、Ｎの値は、両位置データ間の長さＬを算出し、その
ＬをＲ・Δｔで除し、その商を整数化した値Ｍより１少
ない値となる。
補間点データを算出する処理は、従来公知の補間法を用
いることができる。
いることができる。
（S5）ポジショナ３の角度データ（αa,βａ），（αb,
βｂ）の間を上記Ｍで等分し、上記補間点データ数Ｎと
同数の等分点データ（αm,βｍ）を算出する。即ち、補
間点が距離に基づいて設定される。これは式より簡単
に算出される。
βｂ）の間を上記Ｍで等分し、上記補間点データ数Ｎと
同数の等分点データ（αm,βｍ）を算出する。即ち、補
間点が距離に基づいて設定される。これは式より簡単
に算出される。
（S6）上記補間点データ（Um,Vm,Wm）とそれに対応する
等分点データ（αm,βｍ）に基づいて、各補間点データ
（Um,Vm,Wm）を、工業用ロボット２を基準とした座標系
（X,Y,Z）の位置データに変換する。この変換は式の
演算処理においてＵ＝Um,V＝Vm,W＝Wm,α＝αm,β＝β
ｍとすることにより行うことができるもので、各補間点
位置データ（Xm,Ym,Zm）を得る。
等分点データ（αm,βｍ）に基づいて、各補間点データ
（Um,Vm,Wm）を、工業用ロボット２を基準とした座標系
（X,Y,Z）の位置データに変換する。この変換は式の
演算処理においてＵ＝Um,V＝Vm,W＝Wm,α＝αm,β＝β
ｍとすることにより行うことができるもので、各補間点
位置データ（Xm,Ym,Zm）を得る。
（S7）得られた各補間点位置データ（Xm,Ym,Zm）を工業
用ロボット２の角度データ（θ1m,θ2m,θ3m,θ4m,θ
5m）に変換する。この変換は公知の処理手順により行う
ことができる。
用ロボット２の角度データ（θ1m,θ2m,θ3m,θ4m,θ
5m）に変換する。この変換は公知の処理手順により行う
ことができる。
（S8）Δｔ間隔で、（αa,βａ），（α1,β１），…，
（αm,βｍ），…，（αb,βｂ）を順次ポジショナ３に
出力し、ポジショナ３によってワーク７を移動させる。
（αm,βｍ），…，（αb,βｂ）を順次ポジショナ３に
出力し、ポジショナ３によってワーク７を移動させる。
（S9）上記ポジショナ３への出力と同期して、（θ1a,
θ2a,θ3a,θ4a,θ5a），（θ11,θ21,θ31,θ41,
θ51），…，（θ1m,θ2m,θ3m,θ4m,θ5m），…，（θ
1b,θ2b,θ3b,θ4b,θ5b）を順次ロボット２に出力し、
ロボット２によって作業工具2aを移動させる。
θ2a,θ3a,θ4a,θ5a），（θ11,θ21,θ31,θ41,
θ51），…，（θ1m,θ2m,θ3m,θ4m,θ5m），…，（θ
1b,θ2b,θ3b,θ4b,θ5b）を順次ロボット２に出力し、
ロボット２によって作業工具2aを移動させる。
上記（S1）〜（S9）のステップにより、２つの教示点間
における所望の作業が、工業用ロボットとポジショナと
を同時に作動させて行われることとなる。３つ以上の教
示点についても上記（S1）〜（S9）のステップを繰り返
せばよい。
における所望の作業が、工業用ロボットとポジショナと
を同時に作動させて行われることとなる。３つ以上の教
示点についても上記（S1）〜（S9）のステップを繰り返
せばよい。
なお、ステップS2,S3が第１のデータ変換手段に対応
し、ステップS4が補間演算手段に対応し、ステップS5が
等分演算手段に対応し、ステップS6が第２のデータ変換
手段に対応し、ステップS8がポジショナ制御手段に対応
し、ステップS9が工業用ロボット制御手段に対応する。
し、ステップS4が補間演算手段に対応し、ステップS5が
等分演算手段に対応し、ステップS6が第２のデータ変換
手段に対応し、ステップS8がポジショナ制御手段に対応
し、ステップS9が工業用ロボット制御手段に対応する。
上記実施例では、工業用ロボット２が自由度５の多関節
型ロボットでありかつポジショナ３が回転・傾斜運転の
みを行う回転式ポジショナである場合について説明した
が、工業用ロボットが他の種類のたとえば直角座標型ロ
ボットや円筒座標型ロボットであったり、ポジショナが
立体的なポジショニングを行うポジショナであっても、
同様に工業用ロボットとポジショナの連動制御が可能で
ある。
型ロボットでありかつポジショナ３が回転・傾斜運転の
みを行う回転式ポジショナである場合について説明した
が、工業用ロボットが他の種類のたとえば直角座標型ロ
ボットや円筒座標型ロボットであったり、ポジショナが
立体的なポジショニングを行うポジショナであっても、
同様に工業用ロボットとポジショナの連動制御が可能で
ある。
他の実施例としては、３以上の教示点間ついて前記演算
をまとめて行ってそのデータをメモリに記憶しておき、
そのデータに基づいて連続して作業を行うものや、更に
小区間分先行するデータについて工業用ロボットの作業
に先立って処理を先行させるものなどが挙げられる。
をまとめて行ってそのデータをメモリに記憶しておき、
そのデータに基づいて連続して作業を行うものや、更に
小区間分先行するデータについて工業用ロボットの作業
に先立って処理を先行させるものなどが挙げられる。
以上の説明から理解されるように、この発明の工業用ロ
ボットとポジショナの連動制御システムは、３次元空間
内でポジショナによりワークを移動させかつ工業用ロボ
ットにより作業工具を移動させて所望の作業を行う制御
システムにおいて、教示時にワークを支持したポジショ
ナを動作させて得られるこのポジショナを基準としたポ
ジショナ座標系でのワークの移動点データと工業用ロボ
ットを基準としたロボット座標系での作業工具の移動点
データとに基づいて、前記ロボット座標系での作業工具
の移動点データをワークを基準としたワーク座標系での
作業工具の移動点データに変換する第１のデータ変換手
段、その第１のデータ変換手段で求めた作業工具の移動
点データに基づいて、それら移動点間のワーク座標系で
の補間点データを算出する補間演算手段、その補間演算
手段で求めた補間点と同数の点で前記ポジショナ座標系
でのワークの移動点間を等分して等分点データを得る等
分演算手段、その等分演算手段で求めたポジショナ座標
系での等分点データと前記ワーク座標系での作業工具の
補間点データとに基づいて、前記ワーク座標系での作業
工具の補間点データをロボット座標系での補間点データ
に変換する第２のデータ変換手段、前記ポジショナ座標
系での等分点データをトレースしてワークをホジショナ
により３次元空間内で移動させるホジショナ制御手段、
および前記ポジショナ制御手段と連動して前記ロボット
座標系での補間点データをトレースし、作業工具を工業
用ロボットにより３次元空間内で移動させる工業用ロボ
ットの制御手段を具備したことを特徴とするものであ
り、これによって次のような効果が得られる。
ボットとポジショナの連動制御システムは、３次元空間
内でポジショナによりワークを移動させかつ工業用ロボ
ットにより作業工具を移動させて所望の作業を行う制御
システムにおいて、教示時にワークを支持したポジショ
ナを動作させて得られるこのポジショナを基準としたポ
ジショナ座標系でのワークの移動点データと工業用ロボ
ットを基準としたロボット座標系での作業工具の移動点
データとに基づいて、前記ロボット座標系での作業工具
の移動点データをワークを基準としたワーク座標系での
作業工具の移動点データに変換する第１のデータ変換手
段、その第１のデータ変換手段で求めた作業工具の移動
点データに基づいて、それら移動点間のワーク座標系で
の補間点データを算出する補間演算手段、その補間演算
手段で求めた補間点と同数の点で前記ポジショナ座標系
でのワークの移動点間を等分して等分点データを得る等
分演算手段、その等分演算手段で求めたポジショナ座標
系での等分点データと前記ワーク座標系での作業工具の
補間点データとに基づいて、前記ワーク座標系での作業
工具の補間点データをロボット座標系での補間点データ
に変換する第２のデータ変換手段、前記ポジショナ座標
系での等分点データをトレースしてワークをホジショナ
により３次元空間内で移動させるホジショナ制御手段、
および前記ポジショナ制御手段と連動して前記ロボット
座標系での補間点データをトレースし、作業工具を工業
用ロボットにより３次元空間内で移動させる工業用ロボ
ットの制御手段を具備したことを特徴とするものであ
り、これによって次のような効果が得られる。
a.工業用ロボットとポジショナの同時並行運転が可能に
なり、作業時間が短縮され、生産性が向上する。また、
作業の中断が抑制されるから、製品の品質も向上する。
また、特にポジショナの補間点が教示点間において距離
に基づき絶対的な位置として定められるため、作業精度
も向上する。
なり、作業時間が短縮され、生産性が向上する。また、
作業の中断が抑制されるから、製品の品質も向上する。
また、特にポジショナの補間点が教示点間において距離
に基づき絶対的な位置として定められるため、作業精度
も向上する。
b.作業線が円弧に限定されないから用途が広く、ほとん
ど形状のワークに適用可能である。また作業の種類につ
いても、溶接用や塗装用やグラインダ作業用，シーリン
グ作業用など幅広く適用可能である。
ど形状のワークに適用可能である。また作業の種類につ
いても、溶接用や塗装用やグラインダ作業用，シーリン
グ作業用など幅広く適用可能である。
c.再生作業において、ワークの位置や姿勢および工業用
ロボットの作業姿勢が教示した点について再現されるだ
けでなく、教示点の間においてもワーク上で所望の作業
軌跡を描くように動作されるので、オペレータは、近似
の誤差を減らすために教示点を増やす必要がなく、教示
作業の負担が大幅に軽減できる。
ロボットの作業姿勢が教示した点について再現されるだ
けでなく、教示点の間においてもワーク上で所望の作業
軌跡を描くように動作されるので、オペレータは、近似
の誤差を減らすために教示点を増やす必要がなく、教示
作業の負担が大幅に軽減できる。
d.ロボットを定位置に置き、ワークをポジショナにより
移動させ得るものであるから、ポジショナによって移動
しうる比較的小物のワークに好適である。
移動させ得るものであるから、ポジショナによって移動
しうる比較的小物のワークに好適である。
e.ポジショナとロボットとを共に３次元空間内で同時に
再生動作させ得ることから、それらの機能を互いに制約
し合うことなく効果的に且つ十分に活かして効率的な作
業を行うことができる。
再生動作させ得ることから、それらの機能を互いに制約
し合うことなく効果的に且つ十分に活かして効率的な作
業を行うことができる。
第１図はこの発明の工業用ロボットとポジショナの連動
制御システムの一実施例の模式的な構成説明図、第２図
は第１図に示すシステムにおけるロボット，ポジショナ
およびワークを各々基準とした各座標系の相互関係を示
す説明図、第３図は第１図に示すシステムの制御手順の
主要部を示すフローチャートである。 （符号の説明） １……工業用ロボットとポジショナの連動制御システム ２……工業用ロボット、2a……作業工具 ３……回転式ポジショナ、４……制御部 ５……操作盤 S2,S3……第１のデータ変換手段に対応するステップ S4……補間演算手段に対応するステップ S5……等分演算手段に対応するステップ S6……第２のデータ変換手段に対応するステップ S8……ポジショナ制御手段に対応するステップ S9……工業用ロボット制御手段に対応するステップ。
制御システムの一実施例の模式的な構成説明図、第２図
は第１図に示すシステムにおけるロボット，ポジショナ
およびワークを各々基準とした各座標系の相互関係を示
す説明図、第３図は第１図に示すシステムの制御手順の
主要部を示すフローチャートである。 （符号の説明） １……工業用ロボットとポジショナの連動制御システム ２……工業用ロボット、2a……作業工具 ３……回転式ポジショナ、４……制御部 ５……操作盤 S2,S3……第１のデータ変換手段に対応するステップ S4……補間演算手段に対応するステップ S5……等分演算手段に対応するステップ S6……第２のデータ変換手段に対応するステップ S8……ポジショナ制御手段に対応するステップ S9……工業用ロボット制御手段に対応するステップ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−69683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−58978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−193016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−176109（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】３次元空間内でポジショナによりワークを
移動させかつ工業用ロボットにより作業工具を移動させ
て所望の作業を行う制御システムにおいて、 （ｉ）教示時にワークを支持したポジショナを動作させ
て得られるこのポジショナを基準としたポジショナ座標
系でのワークの移動点データと工業用ロボットを基準と
したロボット座標系での作業工具の移動点データとに基
づいて、前記ロボット座標系での作業工具の移動点デー
タをワークを基準としたワーク座標系での作業工具の移
動点データに変換する第１のデータ変換手段、 （ii）その第１のデータ変換手段で求めた作業工具の移
動点データに基づいて、それら移動点間のワーク座標系
での補間点データを算出する補間演算手段、 （iii）その補間演算手段で求めた補間点と同数の点で
前記ポジショナ座標系でのワークの移動点間を等分して
等分点データを得る等分演算手段、 （iv）その等分演算手段で求めたポジショナ座標系での
等分点データと前記ワーク座標系での作業工具の補間点
データとに基づいて、前記ワーク座標系での作業工具の
補間点データをロボット座標系での補間点データに変換
する第２のデータ変換手段、 （ｖ）前記ポジショナ座標系での等分点データをトレー
スしてワークをホジショナにより３次元空間内で移動さ
せるホジショナ制御手段、および （vi）前記ポジショナ制御手段と連動して前記ロボット
座標系での補間点データをトレースし、作業工具を工業
用ロボットにより３次元空間内で移動させる工業用ロボ
ットの制御手段、 を具備したことを特徴とする工業用ロボットとポジショ
ナの連動制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087073A JPH0712597B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 工業用ロボットとポジショナの連動制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59087073A JPH0712597B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 工業用ロボットとポジショナの連動制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230207A JPS60230207A (ja) | 1985-11-15 |
| JPH0712597B2 true JPH0712597B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=13904765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59087073A Expired - Lifetime JPH0712597B2 (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 工業用ロボットとポジショナの連動制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712597B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207274A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Kobe Steel Ltd | 工業用ロボット |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0271691B2 (de) * | 1986-11-17 | 1998-11-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Steuern der dreidimensionalen Relativbewegung eines Roboters gegenüber einem an einem Werkstückträger befestigten Werkstück |
| JPH0671715B2 (ja) * | 1987-11-02 | 1994-09-14 | 新明和工業株式会社 | 自動工作機器の制御方法 |
| JP2652789B2 (ja) * | 1987-12-05 | 1997-09-10 | ファナック 株式会社 | 円弧トラッキング制御方式 |
| DE60230009D1 (de) | 2001-10-16 | 2009-01-08 | Fanuc Ltd | Numerische Steuerung |
| JP4528577B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2010-08-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 工業用ロボット |
| DE112009004603T5 (de) * | 2009-03-27 | 2012-08-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerische Steuervorrichtung und Verfahren zum Steuern dernumerischen Steuervorrichtung |
| CN103513612B (zh) * | 2013-09-12 | 2015-09-30 | 上海新时达电气股份有限公司 | 控制工业机器人与变位机协调运动的系统及方法 |
| JP7088800B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-06-21 | ファナック株式会社 | ロボットの円弧動作を制御するロボット制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60193016A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Toyota Motor Corp | ロボツト装置 |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59087073A patent/JPH0712597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207274A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Kobe Steel Ltd | 工業用ロボット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230207A (ja) | 1985-11-15 |
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