JPH07164359A - ロボットの円弧トラッキング方法 - Google Patents
ロボットの円弧トラッキング方法Info
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- JPH07164359A JPH07164359A JP5340934A JP34093493A JPH07164359A JP H07164359 A JPH07164359 A JP H07164359A JP 5340934 A JP5340934 A JP 5340934A JP 34093493 A JP34093493 A JP 34093493A JP H07164359 A JPH07164359 A JP H07164359A
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- 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
-
- 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
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- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39133—Convert teached program for fixed workpiece to program for moving workpiece
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 円弧軌道上を移動中の作業対象物に対するロ
ボットのトラッキング。 【構成】 円盤状コンベア1を静止させた状態でワーク
Wをコンベア1上の基準位置(W0 )に載置し、位置P
0 及びQ0 を静止座標系Σ0 に準拠して教示した後、位
置Aにロボットを待機させる。円盤状コンベアの回転位
置を検出するパルスコーダの出力パルスを計数するレジ
スタは、ワークWが基準位置に到達すると計数を開始す
る。ロボットコントローラのCPUは、短い周期で計数
値を読み出し、基準位置からのコンベアの回転変位θに
換算した上で、座標系Σrot の設定データの更新を繰り
返す。一方、ワークWが基準位置に到達すると、CPU
11は待機位置Aの現在位置データ、P0 及びQ0 の教
示位置データに基づき、ロボットの移動目標点を逐次決
定する為の補間計算を行い、補間計算の結果に基づいて
定められた位置を目標点とするロボット移動を、回転座
標系Σrot に準拠して逐次実行する。これにより、ワー
クW上で、P→Qのロボット移動が実現される。
ボットのトラッキング。 【構成】 円盤状コンベア1を静止させた状態でワーク
Wをコンベア1上の基準位置(W0 )に載置し、位置P
0 及びQ0 を静止座標系Σ0 に準拠して教示した後、位
置Aにロボットを待機させる。円盤状コンベアの回転位
置を検出するパルスコーダの出力パルスを計数するレジ
スタは、ワークWが基準位置に到達すると計数を開始す
る。ロボットコントローラのCPUは、短い周期で計数
値を読み出し、基準位置からのコンベアの回転変位θに
換算した上で、座標系Σrot の設定データの更新を繰り
返す。一方、ワークWが基準位置に到達すると、CPU
11は待機位置Aの現在位置データ、P0 及びQ0 の教
示位置データに基づき、ロボットの移動目標点を逐次決
定する為の補間計算を行い、補間計算の結果に基づいて
定められた位置を目標点とするロボット移動を、回転座
標系Σrot に準拠して逐次実行する。これにより、ワー
クW上で、P→Qのロボット移動が実現される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、円弧軌道上を移動中
の対象物に対してロボット作業を行なう場合の円弧トラ
ッキングを実現する方法に関する。
の対象物に対してロボット作業を行なう場合の円弧トラ
ッキングを実現する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットを利用して作業対象物に
対する作業を実行する場合、作業対象物(以下「ワー
ク」でこれを代表させる。)が作業中に静止しているケ
ースであれば、通常のティーチング・プレイバック方
式、あるいはオフラインティーチング方式によってロボ
ット制御を行なうことが出来る。しかし、工場のプロセ
スライン等においては、作業効率上の理由などからワー
クをコンベアで移動させながらロボット作業を実行した
い場合も多い。例えば、移動コンベア上に載置されたワ
ーク(各種部品、塑性加工品の容器状型材等)に対し
て、塗装、マーキング、注液、機械的加工等の処理を行
なう作業に対してロボットシステムを適用するケースが
これにあたる。
対する作業を実行する場合、作業対象物(以下「ワー
ク」でこれを代表させる。)が作業中に静止しているケ
ースであれば、通常のティーチング・プレイバック方
式、あるいはオフラインティーチング方式によってロボ
ット制御を行なうことが出来る。しかし、工場のプロセ
スライン等においては、作業効率上の理由などからワー
クをコンベアで移動させながらロボット作業を実行した
い場合も多い。例えば、移動コンベア上に載置されたワ
ーク(各種部品、塑性加工品の容器状型材等)に対し
て、塗装、マーキング、注液、機械的加工等の処理を行
なう作業に対してロボットシステムを適用するケースが
これにあたる。
【0003】このようなケースでは、ワークが静止状態
ある条件で教示したロボット位置をそのまま再生したの
では所期の作業を実行することが出来ないから、ワーク
の移動経路に応じたトラッキングを行いながらプログラ
ム再生運転を行なう必要が生じる。
ある条件で教示したロボット位置をそのまま再生したの
では所期の作業を実行することが出来ないから、ワーク
の移動経路に応じたトラッキングを行いながらプログラ
ム再生運転を行なう必要が生じる。
【0004】工場のプロセスラインにおいて使用される
コンベアは、直線走行型あるいは回転円盤状のものが殆
どである。前者を用いるケースに対しては、コンベアの
移動量をパルスエンコーダで計測し、教示に用いた座標
系を計測された移動量に応じて平行移動シフトさせ、ワ
ークと座標系の相対位置関係を一定に保ちながら、シフ
ト後の座標系に準拠したロボット再生運転を実行する方
法が用いられている。
コンベアは、直線走行型あるいは回転円盤状のものが殆
どである。前者を用いるケースに対しては、コンベアの
移動量をパルスエンコーダで計測し、教示に用いた座標
系を計測された移動量に応じて平行移動シフトさせ、ワ
ークと座標系の相対位置関係を一定に保ちながら、シフ
ト後の座標系に準拠したロボット再生運転を実行する方
法が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、上
記の考え方を拡張し、円盤状コンベアを使用した場合の
ように、作業対象物が円弧運動中にあってもロボットに
静止時と等価な移動経路をとらせることの出来る円弧ト
ラッキング方法を提供することにある。
記の考え方を拡張し、円盤状コンベアを使用した場合の
ように、作業対象物が円弧運動中にあってもロボットに
静止時と等価な移動経路をとらせることの出来る円弧ト
ラッキング方法を提供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本願発明は、上記課題
を解決する為の第1の構成として、「作業対象物が基準
位置にある状態に関してロボットに位置教示を実行する
段階と、該教示に基づくロボット再生運転中に前記作業
対象物の前記基準位置からの回転変位を検出し、該検出
結果に基づいて前記教示時に準拠した座標系を回転させ
た座標系に準拠してロボット位置計算を逐次実行する段
階を含むことを特徴とするロボットの円弧トラッキング
方法。」を提案したものである。
を解決する為の第1の構成として、「作業対象物が基準
位置にある状態に関してロボットに位置教示を実行する
段階と、該教示に基づくロボット再生運転中に前記作業
対象物の前記基準位置からの回転変位を検出し、該検出
結果に基づいて前記教示時に準拠した座標系を回転させ
た座標系に準拠してロボット位置計算を逐次実行する段
階を含むことを特徴とするロボットの円弧トラッキング
方法。」を提案したものである。
【0007】また、本願発明は、上記第1の方法に準じ
た第2の方法として、「作業対象物が基準位置にある状
態に関してロボットに位置教示を実行する段階と、該教
示に基づくロボット再生運転中に前記作業対象物の前記
基準位置からの回転変位を検出し、該検出結果に基づい
て前記教示された位置データから計算される補間点位置
データに逐次トラッキング変換処理を施し、該変換され
た位置データに基づいて、ロボット位置を逐次定める段
階を含むことを特徴とするロボットの円弧トラッキング
方法。」を併せて提案したものである。
た第2の方法として、「作業対象物が基準位置にある状
態に関してロボットに位置教示を実行する段階と、該教
示に基づくロボット再生運転中に前記作業対象物の前記
基準位置からの回転変位を検出し、該検出結果に基づい
て前記教示された位置データから計算される補間点位置
データに逐次トラッキング変換処理を施し、該変換され
た位置データに基づいて、ロボット位置を逐次定める段
階を含むことを特徴とするロボットの円弧トラッキング
方法。」を併せて提案したものである。
【0008】
【作用】本願発明は、基準位置にあるワーク(作業対象
物)に対応したロボット教示を行い、教示プログラム再
生時に円弧トラッキングを行なうものである。円弧トラ
ッキングは、教示時に準拠した座標系を円弧移動におけ
る角度変位に応じて逐次回転させる処理を行なうことに
よって実現される。図1を参照して、その原理を説明す
る。なお、説明の都合上、請求項2に記載された方法に
対応したトラッキングの原理について先に述べる。
物)に対応したロボット教示を行い、教示プログラム再
生時に円弧トラッキングを行なうものである。円弧トラ
ッキングは、教示時に準拠した座標系を円弧移動におけ
る角度変位に応じて逐次回転させる処理を行なうことに
よって実現される。図1を参照して、その原理を説明す
る。なお、説明の都合上、請求項2に記載された方法に
対応したトラッキングの原理について先に述べる。
【0009】図1において、1は円盤状のコンベアで、
その中心Oを通り紙面に垂直な回転軸の周りで矢印方向
に回転し、コンベア上に載置されたワークWがコンベア
と一体的に回転変位するものとする。また、ロボットに
は、教示時に準拠する座標系として、Z軸(図示省略)
がコンベアの回転軸と一致し、原点が回転中心Oと一致
し、更に、XY各軸が紙面上で右方及び上方に向かう座
標系Σ0 (O−XYZ)が設定されているものとする。
その中心Oを通り紙面に垂直な回転軸の周りで矢印方向
に回転し、コンベア上に載置されたワークWがコンベア
と一体的に回転変位するものとする。また、ロボットに
は、教示時に準拠する座標系として、Z軸(図示省略)
がコンベアの回転軸と一致し、原点が回転中心Oと一致
し、更に、XY各軸が紙面上で右方及び上方に向かう座
標系Σ0 (O−XYZ)が設定されているものとする。
【0010】そして、図中W0 で示された位置をワーク
Wの基準位置とし、その時のコンベアの回転位置をθ=
0とする。基準位置で静止状態にあるワークW(W0 )
に対して、座標系Σ0 に準拠した位置教示を行なう。こ
こでは、教示点をP=P0 及びQ=Q0 の2点とし、作
業開始時(T=0)のロボット位置をP0 に一致させ、
コンベア1の回転中にワークW上で見てP点→Q点の直
線運動動作をさせる場合を考える。教示は、ワークWが
基準位置W0 において位置P0 及びQ0 をジョグ送りに
よるプレイバック方式で位置データを与えるか、または
位置P0 ,Q0のオフラインデータ(座標系Σ0 上で表
現)を与えることによって行なわれるものとする。
Wの基準位置とし、その時のコンベアの回転位置をθ=
0とする。基準位置で静止状態にあるワークW(W0 )
に対して、座標系Σ0 に準拠した位置教示を行なう。こ
こでは、教示点をP=P0 及びQ=Q0 の2点とし、作
業開始時(T=0)のロボット位置をP0 に一致させ、
コンベア1の回転中にワークW上で見てP点→Q点の直
線運動動作をさせる場合を考える。教示は、ワークWが
基準位置W0 において位置P0 及びQ0 をジョグ送りに
よるプレイバック方式で位置データを与えるか、または
位置P0 ,Q0のオフラインデータ(座標系Σ0 上で表
現)を与えることによって行なわれるものとする。
【0011】ここで、もし、コンベアを基準位置(θ=
0)に静止させた状態でプログラム再生運転を実行すれ
ば、ロボット移動経路は当然P0 →Q0 となる。この仮
想再生経路P0 →Q0 上のi番目の補間点をFi0で表わ
すことにする。但しi=0,1,2,3・・・n;F00
=P0 ,Fn0=Q0 とする。また、各補間点Fi0の座標
値(Σ0 上)を(xi0,yi0,zi0)とする。
0)に静止させた状態でプログラム再生運転を実行すれ
ば、ロボット移動経路は当然P0 →Q0 となる。この仮
想再生経路P0 →Q0 上のi番目の補間点をFi0で表わ
すことにする。但しi=0,1,2,3・・・n;F00
=P0 ,Fn0=Q0 とする。また、各補間点Fi0の座標
値(Σ0 上)を(xi0,yi0,zi0)とする。
【0012】一方、コンベア1を回転させてロボットの
円弧トラッキングを実行する場合には、上記補間点Fi0
の位置を、その時点におけるワークWの回転位置に応じ
て変換する必要がある。図中、W1 はその回転位置を例
示的に示したものであり、P(θ),Q(θ),Fi
(θ)はこれに対応するP点及びQ点の位置を表わして
いる。そして、Fi (θ)は、補間点Fi0の円弧トラッ
キング処理による変換点の位置を表わしている。
円弧トラッキングを実行する場合には、上記補間点Fi0
の位置を、その時点におけるワークWの回転位置に応じ
て変換する必要がある。図中、W1 はその回転位置を例
示的に示したものであり、P(θ),Q(θ),Fi
(θ)はこれに対応するP点及びQ点の位置を表わして
いる。そして、Fi (θ)は、補間点Fi0の円弧トラッ
キング処理による変換点の位置を表わしている。
【0013】ここで、位置ベクトル<OFi (θ)>を
考えてみると、それは位置ベクトル<OFi0>を、その
時点における基準位置からのワークW(=コンベア1の
回転角)の回転角θだけZ軸に関して回転させたものに
他ならない。従って、変換点Fi (θ)のΣ0 上の位置
座標値[xi (θ),yi (θ),zi (θ)]は、次
式(1)〜(3)で表わされることになる。
考えてみると、それは位置ベクトル<OFi0>を、その
時点における基準位置からのワークW(=コンベア1の
回転角)の回転角θだけZ軸に関して回転させたものに
他ならない。従って、変換点Fi (θ)のΣ0 上の位置
座標値[xi (θ),yi (θ),zi (θ)]は、次
式(1)〜(3)で表わされることになる。
【0014】 xi (θ)=cos θ・xi0−sin θ・yi0 ・・・(1) yi (θ)=sin θ・xi0+cos θ・yi0 ・・・(2) zi (θ)=zi0 ・・・(3) 以上のことから、円弧トラッキングを行なうには、ワー
クWが基準位置に静止した状態に対して教示されたプロ
グラムを再生する際に、各補間点Fi0を表わすデータに
対して上記(1)〜(3)の計算に相当する変換処理を
施して、その結果に基づいてロボット位置を逐次制御す
れば良いことが判る。各時点におけるワークW乃至円盤
状コンベア1の基準位置からの回転位置θは、円盤状コ
ンベアの回転軸またはこれと一体的に回転する軸に周知
のパルスコーダを結合することによって随時把握するこ
とが出来る。
クWが基準位置に静止した状態に対して教示されたプロ
グラムを再生する際に、各補間点Fi0を表わすデータに
対して上記(1)〜(3)の計算に相当する変換処理を
施して、その結果に基づいてロボット位置を逐次制御す
れば良いことが判る。各時点におけるワークW乃至円盤
状コンベア1の基準位置からの回転位置θは、円盤状コ
ンベアの回転軸またはこれと一体的に回転する軸に周知
のパルスコーダを結合することによって随時把握するこ
とが出来る。
【0015】ところで、上記変換処理は、再生運転時に
ロボットが準拠する座標系として、O−X(θ)Y
(θ)Z(θ)で図示されているように、コンベア1と
同期等量回転する動的な座標系Σrot (θ)を設定する
ことと数学的に等価である(θ=0の時、Σrot (θ)
=Σ0 とする)。従って、実際のトラッキング処理にあ
たっては、角度θに応じて、座標系Σrot の設定データ
(行列データ)を書き換え更新することによって、ロボ
ット再生運転時の準拠座標系を回転シフトさせる方式を
採用することが可能である(請求項1参照)。
ロボットが準拠する座標系として、O−X(θ)Y
(θ)Z(θ)で図示されているように、コンベア1と
同期等量回転する動的な座標系Σrot (θ)を設定する
ことと数学的に等価である(θ=0の時、Σrot (θ)
=Σ0 とする)。従って、実際のトラッキング処理にあ
たっては、角度θに応じて、座標系Σrot の設定データ
(行列データ)を書き換え更新することによって、ロボ
ット再生運転時の準拠座標系を回転シフトさせる方式を
採用することが可能である(請求項1参照)。
【0016】座標系Σrot の設定データ(行列データ)
の書換えは、Σ0 の設定データを行列[A0 ]として、
行列[A0 ]に次式の直交行列[B(θ)]を右から乗
ずる形で実行することが出来る。
の書換えは、Σ0 の設定データを行列[A0 ]として、
行列[A0 ]に次式の直交行列[B(θ)]を右から乗
ずる形で実行することが出来る。
【0017】
【数1】 なお、実際のプロセスラインにおいては、不規則な周期
で円盤状コンベア上に送り込まれて来る可能性のある個
々のワークに対応してトラッキングが必要とされる場合
も多いが、そのような場合でも、例えば、1作業サイク
ル毎にロボットを上記基準位置近傍のアプローチ点(図
中A点で例示)に待機させておき、ワークWの到着を適
当な検出装置によって検出し、その検出信号をトラッキ
ング処理によるロボット動作の開始信号に利用する方式
を採用すれば、無理なく本願発明を実施することが出来
る(次記実施例参照)。
で円盤状コンベア上に送り込まれて来る可能性のある個
々のワークに対応してトラッキングが必要とされる場合
も多いが、そのような場合でも、例えば、1作業サイク
ル毎にロボットを上記基準位置近傍のアプローチ点(図
中A点で例示)に待機させておき、ワークWの到着を適
当な検出装置によって検出し、その検出信号をトラッキ
ング処理によるロボット動作の開始信号に利用する方式
を採用すれば、無理なく本願発明を実施することが出来
る(次記実施例参照)。
【0018】
【実施例】図2は、本願発明の方法を実施する際に使用
可能なシステム構成の概略を要部ブロック図で示したも
のある。システム全体は、円盤状コンベア1、該コンベ
アの回転位置を検出するパルスコーダ2、ワークWが基
準位置に到達したことを検出するワーク検出装置3及び
ロボットコントローラ10から構成される。ロボットコ
ントローラ10は、中央演算処理装置(以下、CPUと
いう。)11を有し、該CPU11には、ROMからな
るメモリ12、RAMからなるメモリ13、不揮発性メ
モリ14、入出力装置15、液晶表示装置(LCD)1
7を備えた教示操作盤16、及びサーボ回路19を経て
ロボット本体30に接続されたロボット軸制御部18
が、各々バス20を介して接続されている。
可能なシステム構成の概略を要部ブロック図で示したも
のある。システム全体は、円盤状コンベア1、該コンベ
アの回転位置を検出するパルスコーダ2、ワークWが基
準位置に到達したことを検出するワーク検出装置3及び
ロボットコントローラ10から構成される。ロボットコ
ントローラ10は、中央演算処理装置(以下、CPUと
いう。)11を有し、該CPU11には、ROMからな
るメモリ12、RAMからなるメモリ13、不揮発性メ
モリ14、入出力装置15、液晶表示装置(LCD)1
7を備えた教示操作盤16、及びサーボ回路19を経て
ロボット本体30に接続されたロボット軸制御部18
が、各々バス20を介して接続されている。
【0019】メモリ12にはロボットコントローラ10
を中心としたシステム全体を制御するプログラムが格納
されている。メモリ13は主としてCPU11が実行す
る計算処理に必要なデータの一時記憶に使用される。ま
た、不揮発性メモリ14には、教示プログラムデータや
システム各部に関する所要設定データ等が格納されてい
る。
を中心としたシステム全体を制御するプログラムが格納
されている。メモリ13は主としてCPU11が実行す
る計算処理に必要なデータの一時記憶に使用される。ま
た、不揮発性メモリ14には、教示プログラムデータや
システム各部に関する所要設定データ等が格納されてい
る。
【0020】入出力装置15には、上記パルスコーダ2
及びワーク検出装置3が接続されている。システムの稼
働中には、常時円盤状コンベア1の回転を表わすパルス
が出力される一方、ワークWが基準位置に到達すると直
ちにワーク基準位置到着信号がワーク検出装置3から出
力される。ワーク検出装置3としては、例えば光学検出
方式(透過型、反射型等)、機械的な検出方式等公知の
ものを使用することが出来る。
及びワーク検出装置3が接続されている。システムの稼
働中には、常時円盤状コンベア1の回転を表わすパルス
が出力される一方、ワークWが基準位置に到達すると直
ちにワーク基準位置到着信号がワーク検出装置3から出
力される。ワーク検出装置3としては、例えば光学検出
方式(透過型、反射型等)、機械的な検出方式等公知の
ものを使用することが出来る。
【0021】ROM12には、CPU11がシステム全
体を制御する為の各種のプログラムが格納される。RA
M13はデ−タの一時記憶や演算の為に利用出来るメモ
リである。不揮発性メモリ14には、教示操作盤16あ
るいは図示しないオフラインプログラム作成装置から、
教示プログラムデータや座標系設定データを含む各種設
定データが入力/格納される。
体を制御する為の各種のプログラムが格納される。RA
M13はデ−タの一時記憶や演算の為に利用出来るメモ
リである。不揮発性メモリ14には、教示操作盤16あ
るいは図示しないオフラインプログラム作成装置から、
教示プログラムデータや座標系設定データを含む各種設
定データが入力/格納される。
【0022】更に、本実施例のシステムには、従来技術
の説明の欄で述べた直線トラッキングの処理を行なうプ
ログラムに加えて、作用の欄で説明した原理に従ってト
ラキング処理を行なう為に、図3及び図4の各フローチ
ャートに記した処理をCPU11に実行させる為のプロ
グラム及び所要設定データが不揮発性メモリ14に格納
されているものとする。また、RAM13には、パルス
コーダ2の出力パルスを計数するレジスタRG及びトラ
ッキング処理の開始/終了の指標となるフラグ(FL=
0or1)が設定されているものとする。
の説明の欄で述べた直線トラッキングの処理を行なうプ
ログラムに加えて、作用の欄で説明した原理に従ってト
ラキング処理を行なう為に、図3及び図4の各フローチ
ャートに記した処理をCPU11に実行させる為のプロ
グラム及び所要設定データが不揮発性メモリ14に格納
されているものとする。また、RAM13には、パルス
コーダ2の出力パルスを計数するレジスタRG及びトラ
ッキング処理の開始/終了の指標となるフラグ(FL=
0or1)が設定されているものとする。
【0023】以下、これらの事項を前提として、図1の
事例において、A(待機位置)を起点として、ワークW
上でP→Qに相当するロボット経路を実現させる為の手
順及び処理について図3及び図4に示したフローチャー
トを参照して説明する。先ず、円盤状コンベア1を静止
させた状態で実際の作業対象を代表するワークWをコン
ベア1上の基準位置(W0 )に載置し、ジョグ送りによ
ってロボット本体30を移動させ、位置P0 及びQ0 を
座標系Σ0 に準拠して教示した後、待機位置Aにロボッ
トを待機させる。次いで、オペレータは通常運転モー
ド、直線トラッキング運転モード及び円弧トラッキング
運転モードの中から円弧トラッキング運転モードを選択
する指令を教示操作盤17から送る。
事例において、A(待機位置)を起点として、ワークW
上でP→Qに相当するロボット経路を実現させる為の手
順及び処理について図3及び図4に示したフローチャー
トを参照して説明する。先ず、円盤状コンベア1を静止
させた状態で実際の作業対象を代表するワークWをコン
ベア1上の基準位置(W0 )に載置し、ジョグ送りによ
ってロボット本体30を移動させ、位置P0 及びQ0 を
座標系Σ0 に準拠して教示した後、待機位置Aにロボッ
トを待機させる。次いで、オペレータは通常運転モー
ド、直線トラッキング運転モード及び円弧トラッキング
運転モードの中から円弧トラッキング運転モードを選択
する指令を教示操作盤17から送る。
【0024】ロボットコントローラ10のCPU11
は、例えば、プロセスラインからのワークWの円盤状コ
ンベア送り込み開始信号を受け、図3及び図4のフロー
チャートに記された両処理を並行して開始する。図3
は、パルスコーダ2の出力パルスの計数及び準拠座標系
の回転(Σ0 を回転させてΣrot とする。)に関する処
理(タスク1)の概要を表わし、図4は、これと協働し
てロボットに円弧トラッキングを行なわせる為の処理
(タスク2)を表わしている。
は、例えば、プロセスラインからのワークWの円盤状コ
ンベア送り込み開始信号を受け、図3及び図4のフロー
チャートに記された両処理を並行して開始する。図3
は、パルスコーダ2の出力パルスの計数及び準拠座標系
の回転(Σ0 を回転させてΣrot とする。)に関する処
理(タスク1)の概要を表わし、図4は、これと協働し
てロボットに円弧トラッキングを行なわせる為の処理
(タスク2)を表わしている。
【0025】タスク1では、先ず、パルスコーダ2の出
力パルスを計数するレジスタRGをクリアした状態で
(ステップS1)、ワーク検出装置3からのワーク基準
位置(W0 )到着信号を待つ態勢に入る(ステップS
2)。図示しない供給装置からコンベア1上に供給され
たワークWが基準位置に到達すると、直ちに到着信号が
入出力装置15を介して入力され、計数レジスタRGが
計数を開始すると共に(ステップS3)、フラグFLを
1にターンさせる(ステップS4)。なお、ターン直前
時点のフラグFLは常に0である(後述、ステップM1
参照)。
力パルスを計数するレジスタRGをクリアした状態で
(ステップS1)、ワーク検出装置3からのワーク基準
位置(W0 )到着信号を待つ態勢に入る(ステップS
2)。図示しない供給装置からコンベア1上に供給され
たワークWが基準位置に到達すると、直ちに到着信号が
入出力装置15を介して入力され、計数レジスタRGが
計数を開始すると共に(ステップS3)、フラグFLを
1にターンさせる(ステップS4)。なお、ターン直前
時点のフラグFLは常に0である(後述、ステップM1
参照)。
【0026】レジスタによる計数が開始されたならば、
フラグFLが0にターンするまで、出来るだけ短い周期
で、計数値を読み出し、基準位置からのコンベア1(ワ
ークW)の回転変位θに換算した上で、座標系Σ0 の設
定データの更新を繰り返す(ステップS5〜ステップS
7)。具体的に言えば、(4)式のθ値(初期値0)を
逐次更新する処理が短い周期で繰り返し実行される。
フラグFLが0にターンするまで、出来るだけ短い周期
で、計数値を読み出し、基準位置からのコンベア1(ワ
ークW)の回転変位θに換算した上で、座標系Σ0 の設
定データの更新を繰り返す(ステップS5〜ステップS
7)。具体的に言えば、(4)式のθ値(初期値0)を
逐次更新する処理が短い周期で繰り返し実行される。
【0027】これにより、ロボットの動作中の運動が、
教示時の準拠座標系Σ0 を、ワークWの基準位置通過時
(θ=0)を起点として角度θだけ回転させた座標系Σ
rotに準拠したものとなる。
教示時の準拠座標系Σ0 を、ワークWの基準位置通過時
(θ=0)を起点として角度θだけ回転させた座標系Σ
rotに準拠したものとなる。
【0028】ロボットがワーク上のQ点に到達して円弧
トラッキングの必要が無くなった時点で、フラグFLが
0に反転して(後述、タスク2のステップM11参
照)、レジスタの計数を停止させ(ステップS8)、1
作業サイクル分の処理を終了する。
トラッキングの必要が無くなった時点で、フラグFLが
0に反転して(後述、タスク2のステップM11参
照)、レジスタの計数を停止させ(ステップS8)、1
作業サイクル分の処理を終了する。
【0029】一方、タスク2では、先ず、フラグFLを
0にクリアした上で(ステップM1)、P0 の位置デー
タを読み込み(ステップM2)、フラグFLの1への反
転を待つ態勢に入る(ステップM3)。ワークWが基準
位置に到達すると、フラグFLが直ちに1に反転するか
ら(タスク1;ステップS4)、CPU11は待機位置
Aの現在位置データとP0 の位置データに基づき、ロボ
ットの移動目標点を逐次決定する為の補間計算を開始す
る(ステップM4)。そして、補間計算の結果に基づい
て定められた位置を目標点とするロボット移動を実行す
る(ステップM5)。
0にクリアした上で(ステップM1)、P0 の位置デー
タを読み込み(ステップM2)、フラグFLの1への反
転を待つ態勢に入る(ステップM3)。ワークWが基準
位置に到達すると、フラグFLが直ちに1に反転するか
ら(タスク1;ステップS4)、CPU11は待機位置
Aの現在位置データとP0 の位置データに基づき、ロボ
ットの移動目標点を逐次決定する為の補間計算を開始す
る(ステップM4)。そして、補間計算の結果に基づい
て定められた位置を目標点とするロボット移動を実行す
る(ステップM5)。
【0030】但し、この時点では、タスク1のステップ
S4〜ステップS6の処理サイクルが既に走り始め、座
標系がコンベア1の回転に同期して回転を開始している
から、実際に算出される移動目標位置は、教示時の準拠
座標系Σ0 上で計算される補間点位置Fi0を角度θ回転
させたFi (θ)となっている(図1参照)。位置Fi0
とFi (θ)の関係が前出の式(1)〜(3)で表わさ
れることは既に説明した通りである。
S4〜ステップS6の処理サイクルが既に走り始め、座
標系がコンベア1の回転に同期して回転を開始している
から、実際に算出される移動目標位置は、教示時の準拠
座標系Σ0 上で計算される補間点位置Fi0を角度θ回転
させたFi (θ)となっている(図1参照)。位置Fi0
とFi (θ)の関係が前出の式(1)〜(3)で表わさ
れることは既に説明した通りである。
【0031】さて、待機位置Aからトラッキング移動を
開始したロボットは、教示データ上でAP0 間の残余補
間点が無くなるまで続けられ(ステップM4〜ステップ
M6)、やがて回転移動中のワークW上のP点到達直前
でステップM7に進み、Q0点の教示データを読み込
む。以下、A点から移動中ワークW上のP点へのトラッ
キング移動と全く同様の処理サイクル(ステップM8〜
ステップM10)を実行し、ロボットは移動中のワーク
W上でP→Qの直線移動(Σ0 から見れば曲線経路)を
達成する。(もし、動作プログラムで指定された運動形
式が円弧であれば、移動中のワークW上で円弧軌道が実
現されることは勿論である。)ロボットが移動ワーク上
でQ点に到達し、トラッキングの必要が無くなったなら
ば、フラグFLを0にターンさせる(ステップM1
1)。すると、計数レジスタの計数動作が停止され(タ
スク1;ステップS7)、座標系Σrot の回転も停止す
る。この状態で、ロボットを座標系Σrot に準拠して待
機点Aに関する位置データで指定される位置に移動させ
ることによって、ロボットを回転を続行するコンベア1
上のワークWから離脱させ(ステップM12)、1作業
サイクル分の処理を終了する。
開始したロボットは、教示データ上でAP0 間の残余補
間点が無くなるまで続けられ(ステップM4〜ステップ
M6)、やがて回転移動中のワークW上のP点到達直前
でステップM7に進み、Q0点の教示データを読み込
む。以下、A点から移動中ワークW上のP点へのトラッ
キング移動と全く同様の処理サイクル(ステップM8〜
ステップM10)を実行し、ロボットは移動中のワーク
W上でP→Qの直線移動(Σ0 から見れば曲線経路)を
達成する。(もし、動作プログラムで指定された運動形
式が円弧であれば、移動中のワークW上で円弧軌道が実
現されることは勿論である。)ロボットが移動ワーク上
でQ点に到達し、トラッキングの必要が無くなったなら
ば、フラグFLを0にターンさせる(ステップM1
1)。すると、計数レジスタの計数動作が停止され(タ
スク1;ステップS7)、座標系Σrot の回転も停止す
る。この状態で、ロボットを座標系Σrot に準拠して待
機点Aに関する位置データで指定される位置に移動させ
ることによって、ロボットを回転を続行するコンベア1
上のワークWから離脱させ(ステップM12)、1作業
サイクル分の処理を終了する。
【0032】なお、ロボットを次回の作業サイクルに備
えて待機点A(Σ0 上)に復帰させるには、レジスタR
Gと座標系設定データをクリア(θ=0)した上で、座
標系Σ0 に準拠して、適宜適当なエアカット点を経て待
機点Aへ移動させる処理を実行すれば良い(フローチャ
ートの記載省略)。
えて待機点A(Σ0 上)に復帰させるには、レジスタR
Gと座標系設定データをクリア(θ=0)した上で、座
標系Σ0 に準拠して、適宜適当なエアカット点を経て待
機点Aへ移動させる処理を実行すれば良い(フローチャ
ートの記載省略)。
【0033】以上、ロボット移動時の準拠座標系を回転
させる方式によって円弧トラッキングを実現する場合に
つて説明したが、準拠座標系は静止(Σ0 のまま)させ
ておき、補間計算時に前出の(1)〜(3)式の相当す
る計算を実行すれば、同様の円弧トラッキングを実行出
来ることは、作用の説明の欄の記載に照らして明らかで
あろう。
させる方式によって円弧トラッキングを実現する場合に
つて説明したが、準拠座標系は静止(Σ0 のまま)させ
ておき、補間計算時に前出の(1)〜(3)式の相当す
る計算を実行すれば、同様の円弧トラッキングを実行出
来ることは、作用の説明の欄の記載に照らして明らかで
あろう。
【0034】
【発明の効果】本願発明によれば、工場のプロセスライ
ンにおいて使用されることの多い円盤状コンベア上に載
置されて移動中の各種の作業対象物に対し、静止時の教
示内容に基づいて、作業対象物が静止している場合と等
価なロボット作業を実行することが可能になる。本願発
明の円弧トラッキング方法を従来の直線トラッキング方
法と併せて利用すれば、工場の生産現場等で想定される
大部分の場合について、作業対象物の流れを止めること
なくロボット作業を実行することが出来るようになるか
ら、生産ラインの効率の向上に寄与するところが大き
い。
ンにおいて使用されることの多い円盤状コンベア上に載
置されて移動中の各種の作業対象物に対し、静止時の教
示内容に基づいて、作業対象物が静止している場合と等
価なロボット作業を実行することが可能になる。本願発
明の円弧トラッキング方法を従来の直線トラッキング方
法と併せて利用すれば、工場の生産現場等で想定される
大部分の場合について、作業対象物の流れを止めること
なくロボット作業を実行することが出来るようになるか
ら、生産ラインの効率の向上に寄与するところが大き
い。
【図1】本願発明による円弧トラッキングの原理につい
て説明する図である。
て説明する図である。
【図2】本願発明の方法を実施する際に使用可能なシス
テム構成の概略を示した要部ブロック図である。
テム構成の概略を示した要部ブロック図である。
【図3】図2に示されたシステムを利用して、本願発明
に従った円弧トラッキングを実施する為の処理の内、パ
ルスコーダの出力パルスの計数及び準拠座標系の回転に
関する処理の概要を表わすフローチャートである。
に従った円弧トラッキングを実施する為の処理の内、パ
ルスコーダの出力パルスの計数及び準拠座標系の回転に
関する処理の概要を表わすフローチャートである。
【図4】図2に示されたシステムを利用して、本願発明
に従った円弧トラッキングを実施する為の処理の内、図
3に示した処理と協働してロボットに円弧トラッキング
を行なわせる為の処理を表わしたフローチャートてあ
る。
に従った円弧トラッキングを実施する為の処理の内、図
3に示した処理と協働してロボットに円弧トラッキング
を行なわせる為の処理を表わしたフローチャートてあ
る。
1 円盤状コンベア 2 パルスコーダ 3 ワーク検出装置 10 ロボットコントローラ 11 マイクロプロセッサ(CPU) 12 メモリ(ROM) 13 メモリ(RAM) 14 不揮発性メモリ 15 入出力装置 16 教示操作盤 17 液晶表示装置(LCD) 18 軸制御器 19 サーボ回路 20 バス W ワーク W0 ワーク(基準位置) Σ0 教示時の準拠座標系(静止) Σrot 円弧トラッキングに使用する座標系(回転)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 3/12 U 7740−3H 305 S 7740−3H
Claims (2)
- 【請求項1】 作業対象物が基準位置にある状態に関し
てロボットに位置教示を実行する段階と、該教示に基づ
くロボット再生運転中に前記作業対象物の前記基準位置
からの回転変位を検出し、該検出結果に基づいて前記教
示時に準拠した座標系を回転させた座標系に準拠してロ
ボット位置計算を逐次実行する段階を含むことを特徴と
するロボットの円弧トラッキング方法。 - 【請求項2】 作業対象物が基準位置にある状態に関し
てロボットに位置教示を実行する段階と、該教示に基づ
くロボット再生運転中に前記作業対象物の前記基準位置
からの回転変位を検出し、該検出結果に基づいて前記教
示された位置データから計算される補間点位置データに
逐次トラッキング変換処理を施し、該変換された位置デ
ータに基づいて、ロボット位置を逐次定める段階を含む
ことを特徴とするロボットの円弧トラッキング方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5340934A JPH07164359A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ロボットの円弧トラッキング方法 |
US08/354,027 US5463297A (en) | 1993-12-10 | 1994-12-06 | Circular tracking method for robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5340934A JPH07164359A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ロボットの円弧トラッキング方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07164359A true JPH07164359A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18341648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5340934A Withdrawn JPH07164359A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ロボットの円弧トラッキング方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5463297A (ja) |
JP (1) | JPH07164359A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005332001A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Toshiba Mach Co Ltd | 多関節作業ロボットの駆動制御システム |
CN111496798A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-07 | 北京配天技术有限公司 | 机器人传送带跟踪方法、设备及存储装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3529158B2 (ja) * | 1994-05-18 | 2004-05-24 | ファナック株式会社 | ロボット動作プログラミング方法及びプログラミング装置 |
EP2350750B1 (en) * | 2008-11-25 | 2012-10-31 | ABB Technology Ltd | A method and an apparatus for calibration of an industrial robot system |
JP6450726B2 (ja) * | 2016-10-26 | 2019-01-09 | ファナック株式会社 | ロボットの動作をシミュレーションするシミュレーション装置、およびシミュレーション方法 |
CN108436756B (zh) * | 2018-01-30 | 2021-04-16 | 深圳市华成工业控制股份有限公司 | 一种基于旋转编码器精确定位上下料工件的系统及其方法 |
CN109352626B (zh) * | 2018-11-05 | 2020-02-11 | 佛山市奇创智能科技有限公司 | 机器人抓取物件的设备以及方法 |
CN110262391B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-03-26 | 珠海格力智能装备有限公司 | 工件的开孔轨迹的生成方法、装置、存储介质和处理器 |
CN117697205B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-09-17 | 海目星激光科技集团股份有限公司 | 焊接引导方法、装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5773409A (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-08 | Fanuc Ltd | Numberical control system |
JP2802492B2 (ja) * | 1984-06-28 | 1998-09-24 | ファナック 株式会社 | ライントラッキング制御装置 |
JPS6156880A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-22 | ファナック株式会社 | ライントラツキング制御方式 |
JPS62163109A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
JPS63155206A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-28 | Fanuc Ltd | 数値制御方式 |
WO1988010455A1 (en) * | 1987-06-24 | 1988-12-29 | Fanuc Ltd | Involute interpolation speed control method |
JPS6457313A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Fanuc Ltd | Involute interpolation system |
JPH01177618A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-13 | Fanuc Ltd | インボリュート補間方式 |
JP3004651B2 (ja) * | 1988-01-08 | 2000-01-31 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
AU615716B2 (en) * | 1988-01-20 | 1992-10-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for preparing offset shape |
US5005135A (en) * | 1989-03-22 | 1991-04-02 | Cincinnati Milacron, Inc. | Dynamic correction of servo following errors in a computer-numerically controlled system and fixed cycle utilizing same |
JP2726735B2 (ja) * | 1990-05-24 | 1998-03-11 | ファナック株式会社 | 円筒補間方式 |
JPH04269152A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-25 | Toshiba Mach Co Ltd | 数値制御工作機械における内円切削制御装置 |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP5340934A patent/JPH07164359A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-12-06 US US08/354,027 patent/US5463297A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005332001A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Toshiba Mach Co Ltd | 多関節作業ロボットの駆動制御システム |
CN111496798A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-07 | 北京配天技术有限公司 | 机器人传送带跟踪方法、设备及存储装置 |
CN111496798B (zh) * | 2020-05-18 | 2022-06-14 | 北京配天技术有限公司 | 机器人传送带跟踪方法、设备及存储装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5463297A (en) | 1995-10-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |