JPH07164358A - ロボット制御装置 - Google Patents

ロボット制御装置

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JPH07164358A
JPH07164358A JP31648993A JP31648993A JPH07164358A JP H07164358 A JPH07164358 A JP H07164358A JP 31648993 A JP31648993 A JP 31648993A JP 31648993 A JP31648993 A JP 31648993A JP H07164358 A JPH07164358 A JP H07164358A
Authority
JP
Japan
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robot
synchronization
speed
synchronous
conveyor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31648993A
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English (en)
Inventor
Norihiko Kawashima
伯彦 川島
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Publication of JPH07164358A publication Critical patent/JPH07164358A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの同期運転における過負荷異常停止
をなくすこと。 【構成】 制御手段13が同期開始信号4aを入力する
と、加速度設定手段10に設定された所定加速度Ac
ロボット3を同期方向に加速させ、同期可能判定手段1
2によりロボット3が同期可能速度に達したと判定され
た後は、同期遅れ量算出手段11により算出された加速
中の同期遅れ量Ld を取り戻すようにロボット3の同期
方向速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボット等でコンベア上のワーク
のハンドリングを行う場合、図1に示されるようにコン
ベア1と一緒にワーク2が移動するので、ロボット3を
コンベア1の移動と同期して動作させる必要がある。そ
こで、ロボット3を同期開始位置に待機させておき、ワ
ーク2が一定位置にきたとき、これを近接スイッチ4等
で検出して同期開始信号4a をロボットコントローラ5
に与える。ロボットコントローラ5は同期開始信号4a
を入力すると、予め入力されているロボット3の教示軌
道にコンベア1の移動量を加算してロボット3に対し位
置指令を出力することにより、同期運転を行う。コンベ
ア1の移動量はコンベア1の移動速度から算出すること
ができる。このコンベア移動速度は一般的にコンベア1
の駆動部6にPG(パルスジェネレータ)7を取り付け
ることにより得ることができ、PG7の出力信号がロボ
ットコントローラ5に与えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、同期開始時に
コンベア1の移動量をそのまま教示軌道に加算して位置
指令を出力してしまうと、ロボット3の加速度が所定の
値を越え、過負荷等のために異常停止に至ることがあ
る。これは、コンベア1の移動速度が大きい場合に発生
する。なお、所定の値(加速度)とは、ロボット3の最
大定格値の他、ハンドリング等でロボット3に物を持た
せた状態など作業内容に応じて加速度を任意の値に制限
したい場合にプログラムで指定することができ、これら
全てを意味する。
【0004】コンベア移動量の加算によるロボット加速
度の増大について、図2と図3を参照して説明する。図
2には、コンベア1が停止した状態で教示した軌道が示
されており、この例の教示軌道はP10,P11,P1
2及びP13の4点からなる。これら4点のうちP10
が同期開始位置であるとすると、ロボット3はP10に
て、ワーク2が同期開始位置P10へ来るまで待機す
る。ワーク2が同期開始位置P10に来てロボットコン
トローラ5に同期開始信号4a が入力すると、ロボット
コントローラ5は教示軌道P10〜P13にコンベア移
動量を加算して、P10,P11′,P12′及びP1
3′からなる新たな軌道を求め、この軌道でロボット3
を動作させる。図2中の矢印Aはコンベア移動方向即ち
同期方向を示す。この場合、一般に軌道補間が行われ
る。軌道補間目標点を拡大すると、図3に示すようにな
る。軌道補間の演算は通常一定周期毎に行われるので、
ロボット3を同期開始位置P10での停止(待機)状態
から加速して動作させるためには、図3に示されるよう
に、軌道補間点8の間隔は時間の経過に伴って徐々に距
離が長くなる。一方、コンベア移動速度は通常一定であ
るから、同期動作を開始すると破線で示す軌道9をとら
ねばならない。そのため、軌道補間1周期当りのコンベ
ア移動量Lv が大きい程、補間距離が長くなり、ロボッ
ト3の持つ所定の加速度をオーバーすることになる。
【0005】本発明は上述した従来技術の問題点を解消
したロボット制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のロボット制御装置は、ロボットを外部物体
の移動に同期して動作させる制御装置において、同期開
始をすべきことを検出する手段と、所定加速度を設定す
る手段と、ロボットの同期方向速度が同期可能な速度に
達したか否かを判定する手段と、ロボットの同期遅れ量
を求める手段と、同期開始すべきことを検出した場合
に、ロボットの同期方向速度が同期可能速度に達するま
ではロボットを所定加速度で加速させ、同期可能速度に
達した後は加速中の同期遅れ量を取り戻すようにロボッ
トの同期方向速度を制御する手段とを具備することを特
徴とする。
【0007】
【作用】上記構成により、本発明では同期開始位置から
ロボットに同期動作させる場合、同期開始時には所定加
速度、例えば最大定格加速度あるいはプログラムで指定
される最大加速度で同期方向に加速する。これにより同
期開始直後はロボットの同期方向速度が外部物体の移動
速度より遅いため同期遅れが生じるが、その後ロボット
の同期方向速度が次第に上昇して同期可能な速度に達す
る。そこで、同期可能な速度に達したら、ロボットの同
期方向速度を制御して加速中に生じた同期遅れ量を取り
戻す。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図面中、図6に本発明の一実施例に係るロボッ
ト制御装置の構成が示されている。また、図4に同期動
作の制御フローが示され、図5に同期動作中の速度変化
の様子が示されている。
【0009】図6に示されるロボット制御装置は同期開
始検出手段4と、加速度設定手段10と、同期遅れ量算
出手段11と、同期可能判定手段12と、制御手段13
とを備えており、主としてCPU(中央処理装置)を用
いて構成することができ、一例として図1に示したコン
ベア1上のワーク2のハンドリングを行うロボット3に
同期動作を行わせるものとしている。
【0010】同期開始手段4は例えば図1に示したよう
な近接スイッチ等であり、コンベア1上でワーク2が同
期開始位置に来た時に、同期開始信号4a を制御手段1
3に与える。加速度設定手段10はロボット3の同期方
向即ちコンベア移動方向の加速度の制限値を所定加速度
c として、プログラム等の指定により設定する。同期
遅れ量算出手段11は同期開始後のコンベア1の移動量
に対するロボット3の同期方向の移動量の遅れを、同期
遅れ量Ld として算出するものであり、コンベア移動量
は例えば図1に示したコンベア駆動部6に取り付けたP
G(パルスジェネレータ)7で得られるコンベア位置の
入力値Pv から算出する。同期可能判定手段12はロボ
ット3の同期方向速度が同期可能な速度に達したか否か
を判定するものであり、同期可能速度として、本実施例
ではコンベア移動速度を採用しており、コンベア移動速
度はPG7からのコンベア位置入力値Pvより算出する
ものとしている。なお、ロボット3の同期方向速度及び
同期方向移動量はロボット制御装置内部の情報から求ま
る。
【0011】制御手段13は同期開始信号4a を入力す
ると、ロボット3を所定加速度Acで同期方向に加速さ
せ、ロボット3の同期方向速度が同期可能速度に達した
後は、加速中の同期遅れ量Ld を取り戻すように、即ち
d =0となるようにロボット3の同期方向速度を制御
する。また、軌道補間の演算を一定周期で行う。
【0012】図4,図5を参照してロボット制御装置の
具体的な動作を説明する。なお、図中の各記号の意味は
次の通りである。 t:同期開始からの時間(sec) t-1:軌道補間1周期前の時刻(sec) Tu :軌道補間周期 Vc (t) :コンベア移動速度=ΔLc (t) /Tu (mm/
sec) Vt (t) :ロボットの同期方向速度(mm/sec) Ac :ロボットの所定加速度(mm/sec2) Lc (t) :コンベア移動積算量(mm) Lt (t) :ロボットの同期方向の移動積算量(mm) Pv (t) :コンベア位置の入力値(mm) ΔLc (t) :Pv (t) −Pv (t-1)(mm) Ld (t) :同期遅れ量(mm)
【0013】まず、ロボットの同期開始前の待機時にV
t (t) =Vt (t-1)=Lc (t) =L c (t-1)=Lt (t)
=Lt (t-1)=Ld (t) =Ld (t-1)=0と、初期化す
る(ステップS1)。
【0014】次に、同期開始信号4aを受けてロボット
を同期方向に所定加速度Ac で加速させ、軌道補間周期
u 毎にVc (t) ,Vt (t) ,Lt (t) ,Lc (t) 及び
d(t) を求める(ステップS2)。Vc (t) はコンベ
ア移動速度であるから、例えばコンベア駆動部6に取り
付けたPG(パルスジェネレータ)7を用いて、コンベ
ア位置Pv (t-1)とPv (t)の差から軌道補間1周期T
u 当りのコンベア移動量ΔLc (t) を求め、これから、
c (t) =ΔLc (t) /Tu として決定する。Vt (t)
は軌道補間周期Tu 毎のロボットの周期方向即ちコンベ
ア移動方向の速度として、下記の式−1により決定す
る。Lt (t) はロボットを同期開始位置から同期方向へ
動作させた移動量の積算量であるから、下記の式−2に
より決定する。Lc (t) は同期開始後の全コンベア移動
量であるから、下記の式−3により、軌道補間毎にコン
ベア移動量ΔLc (t) を加算し、積算する。Ld (t) は
同期開始後のコンベアに対するロボットの同期方向での
移動遅れ量であるから、下記の式−4により決定する。
【0015】
【数1】 Vt (t) =Vt (t-1)+Ac ・Tu ・・・式−1
【数2】 Lt (t) =Lt (t-1)+Vt (t) ・Tu ・・・式−2
【数3】 Lc (t) =Lt (t-1)+ΔLc (t) ・・・式−3
【数4】 Ld (t) =Ld (t-1)+Lc (t) −Lt (t) ・・・式−4
【0016】次に、同期可能速度に達したか否かを判定
するために、コンベア移動速度Vc(t) とロボットの同
期方向速度Vt (t) との大小関係を軌道補間毎に判定す
る(ステップS3)。同期開始位置から同期動作を行う
場合、前述の如くロボットを所定加速度Acで動作させ
るから、ロボットの同期方向速度Vt (t) は急速に上昇
し、コンベア移動速度Vc (t) に近づく。しかし、同期
開始直後はVc (t) >Vt (t) と、ロボットの同期方向
速度Vt(t) の方が遅いため、同期遅れ量Ld (t) が徐
々に増加してゆく。Vc (t) >Vt (t) の間は、このV
t (t) 即ち前出の式−1で決まるロボットの同期方向速
度を用いて軌道補間を行い(ステップS4)、先のステ
ップS2に戻る。具体的には、ロボットの同期方向速度
t (t) と軌道方向速度Va とから両方向のベクトルを
求めて加算し、前回の軌道補間点に移動量を加算して、
今回の軌道補間目標点とする。
【0017】Vt (t) ≧Vc (t) となると、同期遅れ量
d (t) は最大値から急速な減少に転じ、同期可能にな
る。そこで、Vt (t) =Vc (t) となった時あるいは、
t (t) >Vc (t) で且つVt (t) ≒Vc (t) となった
時の同期遅れ量をLd1とすると(ステップS5)、最初
は、同期遅れ量Ld (t) が例えばLd1の半分(Ld1
2)まで減少した時点から、ロボットの同期方向速度V
t (t) を下記の式−5により軌道補間毎に決定して減少
させてゆく(ステップS6)。Lt (t) ,Ld (t) も式
−5のVt (t)を用いて決める。
【0018】
【数5】 Vt (t) =Vt (t-1)−Ac ・Tu ・・・式−5
【0019】その後は同期遅れ量Ld (t) が徐々に減少
するので、ゼロ以下になったか否かを判定する(ステッ
プS7)。Ld (t) ≧0の間は、前出の式−5で決まる
ロボットの同期方向速度Vt (t)を用いて軌道補間を行
い(ステップS8)、先のステップS6に戻る。
【0020】次に、Ld (t) <0になった時点で、ロボ
ットの同期方向速度Vt (t) を、L d (t) =0が得られ
るような値に設定する。このVt (t) は、Ld (t-1)+
c(t) =Lt (t) =Lt (t-1)+Vt (t) ・Tu が成
立する必要があることから、下記の式−6により決定す
る。これにより、同期遅れが取り戻せる。そして、この
式−6で得られるロボットの同期方向速度Vt (t) を用
い、このVt (t) とロボットの軌道方向速度Va (t) と
から両方向のベクトルを求めて加算し、前回の軌道補間
点に移動量を加算して、今回の軌道補間目標点とする
(ステップS9)。これにより、同期遅れがなくなる。
【0021】
【数6】 Vt (t) =(Ld (t-1)+Lc (t) −Lt (t-1))/Tu ・・・式−6
【0022】次の軌道補間周期からは、既にLd (t) =
0、即ち加速中の同期遅れ量が取り戻せていることか
ら、同期動作が終了するまでコンベア移動速度Vc (t)
をロボットの同期方向速度Vt (t) として用いて軌道補
間を行う(ステップS10,S11,S12→S1
0)。具体的には、コンベア移動速度Vc (t) とロボッ
トの軌道方向速度Va (t) とから両方向のベクトルを求
めて加算し、前回の軌道補間点に移動量を加算して、今
回の軌道補間目標値とする。これにより、Ld (t) =0
が保たれ、コンベア移動方向にロボットの位置がスムー
ズに追従する。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、コンベア等の外部物体
の移動に同期してロボットに作業を行わせる場合、同期
開始時に所定加速で同期動作を開始するようにし、コン
ベア等の移動速度に追従可能な同期可能速度に達した後
に、加速中の同期遅れ量を取り戻すように速度制御を行
うので、コンベア等の移動速度が早い場合でもロボット
がスムーズに動作し、過負荷異常で停止することがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンベア上のワークに対するロボットの同期運
転の説明図。
【図2】教示軌道と同期運転時の軌道の関係を示す図。
【図3】軌道補間の説明図。
【図4】同期動作の制御フローを示す図。
【図5】同期動作中の速度変化の様子を示す図。
【図6】本発明の一実施例に係るロボット制御装置の構
成を示す図。
【符号の説明】
1 コンベア 2 ワーク 3 ロボット 4 近接スイッチ(同期開始検出手段) 6 コンベア駆動部 7 PG(パルスジェネレータ) 10 加速度設定手段 11 同期遅れ量算出手段 12 同期可能判定手段 13 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットを外部物体の移動に同期して動
    作させる制御装置において、同期開始をすべきことを検
    出する手段と、所定加速度を設定する手段と、ロボット
    の同期方向速度が同期可能な速度に達したか否かを判定
    する手段と、ロボットの同期遅れ量を求める手段と、同
    期開始すべきことを検出した場合に、ロボットの同期方
    向速度が同期可能速度に達するまではロボットを所定加
    速度で加速させ、同期可能速度に達した後は加速中の同
    期遅れ量を取り戻すようにロボットの同期方向速度を制
    御する手段とを具備することを特徴とするロボット制御
    装置。
JP31648993A 1993-12-16 1993-12-16 ロボット制御装置 Withdrawn JPH07164358A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31648993A JPH07164358A (ja) 1993-12-16 1993-12-16 ロボット制御装置

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JP31648993A JPH07164358A (ja) 1993-12-16 1993-12-16 ロボット制御装置

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JPH07164358A true JPH07164358A (ja) 1995-06-27

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ID=18077669

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JP31648993A Withdrawn JPH07164358A (ja) 1993-12-16 1993-12-16 ロボット制御装置

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JP (1) JPH07164358A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014151385A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Amada Co Ltd ロボット制御装置およびロボット制御方法
JP2019098408A (ja) * 2017-11-28 2019-06-24 株式会社デンソーウェーブ ロボットシステムの制御装置
CN114929435A (zh) * 2020-01-10 2022-08-19 发那科株式会社 控制系统

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010306