JPH074647Y2 - ロボットの制御装置 - Google Patents

ロボットの制御装置

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JPH074647Y2
JPH074647Y2 JP1989058863U JP5886389U JPH074647Y2 JP H074647 Y2 JPH074647 Y2 JP H074647Y2 JP 1989058863 U JP1989058863 U JP 1989058863U JP 5886389 U JP5886389 U JP 5886389U JP H074647 Y2 JPH074647 Y2 JP H074647Y2
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光二 吉見
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、多数の教示点で指示される動作軌跡を走行さ
せるロボットの制御装置に関し、レーザ加工機に適用す
るに好適な制御装置に関する。
「従来の技術」 この種の制御装置では、予め与えられた細かい教示点群
を直線で結んだ動作軌跡を走行させるものが多い。
従来の制御装置には、多数の教示点群を連続補間させる
ために、次に進む教示点を一点ずつ次々に指示するプロ
グラムを組む必要があるものがあった。たとえば、第4
図に示すような教示点群をw[0]からw[53]まで連
続補間させようとすると、 10 MOVE START 20 SPEED 100 30 MOVES w[0] 31 MOVES w[1] 32 MOVES w[2] ・ ・ ・ 82 MOVES w[52] 83 MOVES w[53] といったユーザプログラムを必要とする制御装置であ
る。
また、従来の制御装置には、一群の教示点を始点と終点
とにより特定した点群動作命令によりその間の教示点を
連続補間させるようにし、ユーザプログラムの簡素化を
図ったものがあった。たとえば、第4図に示す教示点群
を走行させるには、 10 MOVE START 20 SPEED 100 30 MOVES w[0]−w[10] 40 MOVES w[11]−w[20] ・ ・ ・ MOVES w[i]−w[j] ・ ・ ・ 80 MOVES w[51]−w[53] とユーザプログラムを組めばよい。
「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、前者の装置は教示点の数が膨大になると
ユーザプログラムが煩雑になるという問題点があった。
後者の装置はユーザプログラムは簡素化されるが、途中
の教示点から動作を開始させることができないという問
題点があった。たとえば、前記後者のプログラムにおい
てステップ30を選択してステップ前進命令を起動する
と、始点教示点w[0]に一旦移動した後その点から動
作を開始し、終点教示点w[10]まで連続動作を行って
しまう。逆に、ステップ後退命令では、終点教示点w
[10]から動作を開始し始点教示点w[0]まで連続動
作を行ってしまう。このため、途中の教示点w[5]か
らステップ前進又はステップ後退を行うことはできなか
った。仮に、機械を途中の教示点w[5]に移動させた
後、その位置でステップ前進又は後退を指令しても、途
中点w[5]からの補間動作にならず、一旦w[0]又
はw[10]に移動した後の補間動作になってしまった。
このため、途中の教示点位置を修正した場合など、その
教示点前後の動作確認に作業者の手間と時間がかかると
いう問題点があった。
本考案は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、ユーザプログラムの簡素化を可能
とすると共に、点群の途中の教示点を再教示した後の動
作確認が容易な、ロボットの制御装置を提供することに
ある。
「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本考案では、第1図に示す
ようにロボットの特定箇所の位置を示した多数の教示点
を記憶する教示点記憶手段1と、始点と終点とを特定す
る一つの点群動作命令によりその点群動作命令に包含さ
れる一群の教示点を連続補間する動作を実行する点群動
作命令実行手段2とを備えたロボットの制御装置におい
て、前記ロボットの特定箇所の位置を作業者の操作によ
り移動させるマニュアル動作手段3と、前記特定箇所の
現在位置を検出する現在位置検出手段4と、この現在位
置検出手段4により検出された現在位置に最も近い教示
点(最近点)を探索する最近点探索手段5と、前記点群
動作命令実行手段2の実行時に、前記最近点の教示点か
ら前記終点に向かって補間動作を実行させるステップ移
動指令手段6と、を備えることを特徴とするロボットの
制御装置が提供される。
「作用」 上記構成のロボットの制御装置によれば、作業者がマニ
ュアル動作手段3によりロボットの特定箇所の位置を適
宜選択して移動させることができ、現在位置検出手段4
によりその特定箇所の現在位置が検出される。そして、
最近点探索手段5により前記現在位置に最も近い教示点
が探索され、ステップ移動指令手段6により前記最近点
から点群動作命令を特定する終点に向かって補間動作が
実行される。
「実施例」 本考案の実施例について図面を参照し説明する。
第2図は本考案が適用されるレーザ加工機の構成を示す
斜視図である。
ガントリ12は、レール10,11に案内されて、長手方向に
移動可能であり、図略のサーボモータM1により駆動され
て1軸(X軸)方向に移動する。キャリア13は、ガント
リ12上に水平方向に摺動自在に設けられており、サーボ
モータM2により駆動される送りねじ14により、2軸(Y
軸)方向に移動する。キャリア13上には上下方向(3
軸,Z軸方向)に昇降可能にヘッドストック15が設けられ
ている。そのヘッドストック15の先端部には、それぞれ
4軸,5軸,6軸の回りに旋回するリスト16が設けられてい
る。そのリスト16には、レーザ光を照射するレーザトー
チ等の加工工具Tが設けられている。レール10の側方に
レーザ発振装置21が配設されている。レーザ発振装置21
からのレーザ光は、導光路25,26によってキャリア13に
導かれ、加工工具Tから加工物に対して照射される。前
記導光路25はテレスコピックに伸縮自在とされ、レーザ
発振装置21の側部に前記レール11,12と平行に形成した
ガイド23内を滑動するスライダ24により導光路26と連結
する。
各軸1〜6軸の駆動モータM1〜M6はパルスモータであ
り、それぞれが位置を検出するためのパルスエンコーダ
E1〜E6を備えている。各モータM1〜M6及びパルスエンコ
ーダE1〜E6は制御装置30に接続され制御される。
第3図は制御装置30を示すブロック図である。制御装置
30は、ホストCPU31(中央処理装置),メモリ32,各軸の
サーボ駆動ユニットD1〜D6を備え、ディスプレイと一体
となったCRTコンソール33,可搬式の操作盤であるオペレ
ーティングボックス34が接続されている。オペレーティ
ングボックス34(O−BOX34と略称する)には、設定デ
ータ等を表示する表示器41,各軸の指定及び方向を指定
し各軸の座標入力やマニュアル動作に使用されるMOVEキ
ー42,数値を入力するテンキー43等の他にサーチキー44
を備えている。ホストCPU31では、CRTコンソール33又は
オペレーティングボックス34からのJOG動作等により教
えられた教示点をメモリ32に記憶し、それらの情報に基
づいて補間演算を行って各軸1軸〜6軸の目標位置を算
出し各軸サーボ駆動ユニットD1〜D6に目標位置θ1,θ2
…θ6を出力する。ホストCPU31からの目標位置θ1〜θ6
の出力は一定の時間間隔毎に周期的に行われる。その周
期(補間周期q)はホストCPU31の処理に余裕を持った
時間に設定され、通常は10ms程度である。
各軸のサーボ駆動ユニットD1〜D6はそれぞれサーボ制御
用のサーボCPU35a〜35fを備え、パルスエンコーダE1〜E
6からの位置信号を検出して指令された目標位置θ1〜θ
6を実現すべく各軸駆動モータM1〜M6を制御する。サー
ボCPU35a〜35fはパルスエンコーダE1〜E6により検出さ
れる現在位置から与えられた目標位置θ1〜θ6までの間
をさらに細かく分割し、ほぼ直線的に目標位置θ1〜θ6
の進むように駆動モータM1〜M6を制御する。
以上のハード構成に基づいて本考案の制御思想について
第4図を参照し説明する。第4図は教示点と動作軌跡を
示す図である。
メモリ32内には予め多数の教示点w[0]〜w[53]を
記憶しておく。動作プログラムは始点と終点とにより特
定される点群動作命令により、下記のように与える。
10 MOVE START 20 SPEED 100 30 MOVES w[0]−w[10] 40 MOVES w[11]−w[20] ・ ・ ・ 60 MOVES w[i]−w[j] ・ ・ ・ 80 MOVES w[51]−w[53] 上記のように動作プログラムが組まれている場合に、通
常のステップ動作により前進又は後退をO−BOX34から
指令すると、指令されたステップの始点(たとえばw
[0])又は終点(たとえばw[10])から補間動作を
開始する。
一方、O−BOX34上のサーチキー44を押した後にステッ
プ動作を指令すると、指定された点群動作命令(たとえ
ばMOVES w[0]−w[10])に含まれる一群の教示点
(w[0],w[1],…w[10])の中で、レーザトー
チT先端の現在位置Pに最も近い点(たとえばw
[5])を探し出し、その点w[5]から点群動作命令
の終点w[10]に向けて前進又は始点w[0]に向けて
後退を開始する。この場合、O−BOX34のMOVEキー42及
びテンキー43を作業者が操作して、レーザトーチT先端
の現在位置Pを適宜選択して移動させることができる。
従って、修正した教示点からの動作確認は、該教示点に
レーザトーチT先端の位置を移動させた後、上記最近点
の探索を開始させることで容易に行うことができる。
ただし、レーザトーチT先端の現在位置Pと最近点w
[5]との距離が所定値Lより大きいときは、通常のス
テップ動作と同様に、始点w[0]又は終点w[10]か
ら動作を開始させるようにする。
第5図は以上述べた制御思想を実現するCPUでの処理を
示すフローチャートである。
処理が開始されると、ステップ101ではレーザトーチT
先端の現在位置Pが、各軸の位置θ1〜θ6を調べること
により読み込まれる。次いで、ステップ102では、レー
ザトーチT先端の現在位置Pに最も近い教示点、すなわ
ち最近点w[m]の探索が行われる。
第6図は、ステップ102での最近点探索処理の詳細を示
すフローチャートである。
最近点探索処理102が開始されると、まずステップ201,2
02で、パラメータm及びkの値が指定された点群動作指
令(MOVES w[i]−w[j])の始点w[i]を特定
する数値iに設定される。ここで、パラメータmは最終
的には最近点w[m]を指定する数値となるパラメータ
であり、パラメータkは内部処理に用いられるパラメー
タである。
ステップ203では、レーザトーチT先端の現在位置Pと
上記のパラメータkで特定される教示点w[k]の位置
Pkとの距離rがr=[(Px-Pkx)2+(Py-Pky)2+(Pz-Pkz)2]1/2
として計算され一旦記憶される。次に、ステップ204で
はパラメータkの値を歩進させ、ステップ205で歩進し
たパラメータkが点群動作命令の終点w[j]を特定す
る数値jを超えたか否か(k>j)が調べられる。超え
ていなければ、未だ探索すべき教示点が残っているのだ
から、ステップ206に進み、歩進したパラメータkで特
定される教示点w[k]とレーザトーチT先端の現在位
置Pとの距離r′を計算する。この距離r′は前回計算
した距離rとは異なったメモリアドレスに記憶される。
そして、ステップ207で前回の距離rと今回の距離r′
との大小が比較される。距離r>r′であれば、今回の
教示点w[k]が最近点の候補であるから、ステップ20
8に進み、距離rに記憶された値を距離r′に置き換
え、ステップ209でパラメータmの値をパラメータkの
値で置き換える。そして、ステップ204に戻る。一方、
ステップ207でr>r′でなければ、前回の教示点が依
然として最近点の候補であるから、何も実行せずステッ
プ204に戻る。
以後は、パラメータkの値を次々に歩進しながらステッ
プ204乃至209の処理を繰返し、点群動作命令に包含され
るすべての教示点について距離を調べる。やがて、パラ
メータの値がk>jになるとステップ205からステップ2
10に進み、最近点探索処理102を終了する。このとき、
パラメータmの値により最近点w[m]が特定され、そ
の最近点w[m]への距離は距離rとして記憶されてい
る。
再び第5図に示すフローチャートに戻り、ステップ102
の最近点探索処理からステップ103に進む。ステップ103
では、前記の処理により所定のメモリアドレスに記憶さ
れた距離r、すなわちレーザトーチTの現在位置Pと最
近点w[m]との距離rが所定設定値Lより小か否かが
調べられる。r≦Lであれば、最近点w[m]から補間
動作を開始すべく、ステップ104に進む。ステップ104で
は、ステップ動作命令が前進命令か否かを調べ、前進命
令であればステップ105に進み、最近点w[m]から終
点w[j]に向けて前進補間動作を実行する。一方、後
退命令であればステップ104からステップ106に進み、最
近点w[m]から始点w[i]に向けて後退補間動作を
実行する。
また、ステップ103で距離r>Lであれば、始点w
[i]若しくは終点w[j]から補間動作を開始すべ
く、ステップ107に進む。そして、前進命令であればス
テップ107からステップ108に進み、始点w[i]からの
前進補間動作を開始する。後退命令であればステップ10
7からステップ109に進み、終点w[j]からの後退補間
動作を開始する。
上記の処理において、ステップ101の処理は現在位値検
出手段4を、ステップ105,106及びステップ108,109の処
理は点群動作命令実行手段2を、ステップ102及び第6
図のフローチャートに示す処理は最近点探索手段5を、
ステップ103,104の処理はステップ移動指令手段6をそ
れぞれ構成する。また、教示点記憶手段1はメモリ32に
より実現される。
以上述べた実施例では、レーザ加工機を例に説明した
が、本考案は、それに限定されるものではなく、溶接ロ
ボット,研磨ロボット等の種々のロボット制御装置に適
用可能である。
「考案の効果」 本考案は上記した構成を有し、作業者がマニュアル動作
手段によりロボットの特定箇所の位置を適宜選択して移
動させることができるとともに、現在位置検出手段によ
りその特定箇所の現在位置が検出され、最近点探索手段
により前記現在位置に最も近い教示点が探索されて、ス
テップ移動指令手段により前記最近点から点群動作命令
を特定する終点に向かって補間動作が実行されるから、
ロボットの動作確認を行いたい教示点の付近から任意に
補間動作を実行でき、動作確認に要するための時間を短
縮できる。さらに、修正した教示点からの動作確認をも
容易に行うことができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の構成を明示する図、第2図は本考案が
適用されるレーザ加工機を示す斜視図、第3図は制御装
置を示すブロック図、第4図は教示点及び動作軌跡の一
例を示す説明図、第5図及び第6図はCPUでの処理を示
すフローチャートである。 30……制御装置、31……ホストCPU、32……メモリ、33
……CPUコンソール、34……オペレーティングボック
ス、44……サーチキー。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロボットの特定箇所の位置を示した多数の
    教示点を記憶する教示点記憶手段と、始点と終点とを特
    定する一つの点群動作命令によりその点群動作命令に包
    含される一群の教示点を連続補間する動作を実行する点
    群動作命令実行手段とを備えたロボットの制御装置にお
    いて、 前記ロボットの特定箇所の位置を作業者の操作により移
    動させるマニュアル動作手段と、 前記特定箇所の現在位置を検出する現在位置検出手段
    と、 この現在位置検出手段により検出された現在位置に最も
    近い教示点(最近点)を探索する最近点探索手段と、 前記点群動作命令実行手段の実行時に、前記最近点の教
    示点から前記終点に向かって補間動作を実行させるステ
    ップ移動指令手段と、 を備えることを特徴とするロボットの制御装置。
JP1989058863U 1989-05-22 1989-05-22 ロボットの制御装置 Expired - Lifetime JPH074647Y2 (ja)

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JPH02149403U JPH02149403U (ja) 1990-12-20
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0685132B2 (ja) * 1986-03-13 1994-10-26 フアナツク株式会社 数値制御装置の運転再開方法

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