JPH08118270A - 産業用ロボットの制御方法とその装置 - Google Patents
産業用ロボットの制御方法とその装置Info
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- JPH08118270A JPH08118270A JP28583894A JP28583894A JPH08118270A JP H08118270 A JPH08118270 A JP H08118270A JP 28583894 A JP28583894 A JP 28583894A JP 28583894 A JP28583894 A JP 28583894A JP H08118270 A JPH08118270 A JP H08118270A
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- point
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 産業用ロボットでは重力による減速機ねじれ
等により、教示データと応答軌跡が一致せず、ティーチ
ングプレイバックロボットでは、教示点でのずれは問題
とならないが、補間動作時に補間点においては、望まし
い軌跡ができないという欠点を解決する。 【構成】 教示点間距離がある長さ以上になったとき
に、１つ以上の補間点を代表点とし、そこでの重力によ
る軌跡ずれ量を計算し、それを使って補間点を修正し、
そのとき教示点では修正量を零とするようにして成る。
等により、教示データと応答軌跡が一致せず、ティーチ
ングプレイバックロボットでは、教示点でのずれは問題
とならないが、補間動作時に補間点においては、望まし
い軌跡ができないという欠点を解決する。 【構成】 教示点間距離がある長さ以上になったとき
に、１つ以上の補間点を代表点とし、そこでの重力によ
る軌跡ずれ量を計算し、それを使って補間点を修正し、
そのとき教示点では修正量を零とするようにして成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ティーチングプレイバ
ックロボットの位置制御におけるアームのたわみ量に基
づく、位置誤差を補正する産業用ロボットの制御方法と
その装置に関する。
ックロボットの位置制御におけるアームのたわみ量に基
づく、位置誤差を補正する産業用ロボットの制御方法と
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、産業用ロボットにおいては、その
応用範囲の拡大とともに、高い位置精度が要求されるよ
うになってきた。しかし、一般に産業用ロボットでは、
減速機を介して駆動するため、減速機のバネ要素のため
に生じるアームのたわみを代表とするメカ的な誤差のた
めに、絶対位置精度は、保証できていない。そのため、
一般に現在では、ロボットのアームを直接移動させ、作
業点を直接教示する、いわゆる、ティーチングプレイバ
ック方式を採用している。この方法では、教示時も、重
量によるたわみを含めて教示されるので、教示点では、
たわみによる位置誤差は生じない。しかし、作業効率の
アップのため、教示点を増やすことはできるだけ避けな
ければならない。そのため、少数の教示点間を直線補間
などでつなぐことが行われている。すると、教示点で
は、たわみによる誤差が生じなかったのに、その間の補
間点では、誤差が生じる。以上のことを、図２に示した
様な、２軸ロボットを例にとり説明する。第１軸のモー
タ回転角をθ1 、第２軸の第１軸を基準とした回転角を
θ2 とすると、第１軸、第２軸の水平面からなす角度は
それぞれθ1 、θ1 −θ2 となる。また、説明を簡単化
するために、重力がかかるのはアーム先端の重りだけ
で、その重りによるたわみは、第１軸めの駆動機構のと
ころにある減速機のバネ要素によるねじりによるものだ
けとする。すると、先端位置は図２より（Ｌ1 は第１軸
の長さ、Ｌ2 は第２軸の長さ） ［Ｘ，Ｚ］＝［Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2), Ｌ1 ×sin(θ1)+L2 × sin(θ1 −θ2)］ ……………………（１） 第１軸にかかるトルクＴは、図３より Ｔ＝Ｍg ×Ｘ （Ｘは先端の横軸距離） ……………………（２） 第１軸のねじれ角θs は、図３より θs ＝Ｍg ×Ｘ／Ｋ （Ｋは第１軸減速機バネ定数）…………………（３） （３）式で表わされるねじれ量だけ第１軸がねじれた場
合にＺ方向に△Ｚだけたわみ、軌跡がずれたとする。こ
こで、ねじれ量［θs ］が小さいとして、（１）式をθ
1 で微分することによって、 △Ｚ＝［ｄＺ／ｄθ1 ］・θs ＝ｄ［｛Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2)｝／ｄ
θ1 ］・θs ＝｛Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2)｝・θs ＝Ｘ・θs さらに、（３）式を代入すると △Ｚ ＝Ｍg ・Ｘ2 ／Ｋ ……………………（４） となる。つまり、Ｚ軸方向にＸ方向の距離の２乗に比例
する軌跡ずれが生じる。ここで、図４に記すようなＺ軸
方向が同じＺ＝Ｚ0 で、Ｘ方向が、Ｘ＝ＸA である点
Ａ、Ｘ＝ＸB である点Ｂを教示する場合を考える。
（４）式より、点Ａでは △ＺA ＝Ｍg ・ＸA 2 ／Ｋ ……………………（５） 点Ｂでは △ＺB ＝Ｍg ・ＸB 2 ／Ｋ ……………………（６） なるたわみによる位置ずれが生じるので、教示時にロボ
ット制御装置から位置決めサーボ系に与える指令ＺA 、
ＺB は ＺA ＝Ｚ0 ＋△ＺA ……………………（７） ＺB ＝Ｚ0 ＋△ＺB ……………………（８） となる。したがって、制御装置に記憶されている教示点
としては、点Ａは（ＸA ，ＺA）、点Ｂは（ＸB ，
ＺB ）が記憶される。再生時には、前記記憶された点情
報にしたがって動作する。したがって、点Ａでは、指令
（ＸA ，ＺA ）を出したとき、実際の位置としては、重
力によるたわみが生じるので、再生時のＺ方向位置
ＺA ’は ＺA ’＝ＺA −△ＺA ＝Ｚ0 ＋△ＺA −△ＺA ＝Ｚ0 となり、教示位置と同じ点に位置決めができる。点Ｂで
も同様である。このように、重力によるたわみが生じて
も、教示点では、その影響はでない。今度は、補間点に
ついて考える。再生時に、直線補間時は、記憶されてい
る点Ａは Ａ＝（ＸA ，ＺA ） 点Ｂは Ｂ＝（ＸB ，ＺB ） を使って、補間計算をする。点Ａと点Ｂの間を直線で結
び、その間をいくつかの点で分割し、単位時間毎に角駆
動軸の回転角指令として、位置決めサーボ系に与える。
例えば、点Ａと点Ｂの中間点Ｃでは、 ［Ｘc ，Ｚc ］＝［（ＸA ＋ＸB ）／２，（ＺA ＋
ＺB ）／２］ を指令として出すことになる。しかし、（ＸA ＋ＸB ）
／２でのたわみ量は、（４）式より、 △Ｚc ＝Ｍg ・｛（ＸA ＋ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ……………………（９） であるため、実際の動作する位置Ｚc ’は、 Ｚc ’＝（ＺA ＋ＺB ）／２−△Ｚc ＝（ＺA ＋ＺB ）／２−Ｍg ・｛（ＸA ＋ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ＝［（ＺA −Ｍg ・ＸA 2 ／Ｋ）＋（ＺB −Ｍg ・ＸB 2 ／Ｋ）］／２ ＋Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ＝Ｚ0 ＋Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ……………………（１０） となる。したがって、 Ｚc ’＝Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ …………………（１１） の分だけ直線からずれることになる。この軌跡の様子は
図５に示す。このように、ティーチングプレイバック方
式においても、補間時には、重力による軌跡ずれが生じ
る。このずれは、（１１）式から明らかなように補間す
る教示点間の距離が大きいときに顕著になる。従来、こ
のずれをなくす第１の従来方法は、教示点を増やすこと
であった。また、第２の従来方法としては、例えば、特
開昭60-118478号公報に示されるように、教示時も含
め、動作時には、常時、重力によるたわみによる誤差を
補正する方法が提案されている。すなわち、この第２の
従来方法の手段は、教示データに動作する関節形ロボッ
トにおいて、教示データによりロボットの関節部の動作
関節角を求める手段と、動作関節角に対応して関節部に
作用する重力トルク負荷によって生じる動作関節角のね
じれ量を演算する手段と、ロボットの動作関節角とねじ
れ量とにより実際の動作関節角を演算し、これをロボッ
トの駆動系に出力する手段とを備えた関節形ロボットの
位置制御装置である。
応用範囲の拡大とともに、高い位置精度が要求されるよ
うになってきた。しかし、一般に産業用ロボットでは、
減速機を介して駆動するため、減速機のバネ要素のため
に生じるアームのたわみを代表とするメカ的な誤差のた
めに、絶対位置精度は、保証できていない。そのため、
一般に現在では、ロボットのアームを直接移動させ、作
業点を直接教示する、いわゆる、ティーチングプレイバ
ック方式を採用している。この方法では、教示時も、重
量によるたわみを含めて教示されるので、教示点では、
たわみによる位置誤差は生じない。しかし、作業効率の
アップのため、教示点を増やすことはできるだけ避けな
ければならない。そのため、少数の教示点間を直線補間
などでつなぐことが行われている。すると、教示点で
は、たわみによる誤差が生じなかったのに、その間の補
間点では、誤差が生じる。以上のことを、図２に示した
様な、２軸ロボットを例にとり説明する。第１軸のモー
タ回転角をθ1 、第２軸の第１軸を基準とした回転角を
θ2 とすると、第１軸、第２軸の水平面からなす角度は
それぞれθ1 、θ1 −θ2 となる。また、説明を簡単化
するために、重力がかかるのはアーム先端の重りだけ
で、その重りによるたわみは、第１軸めの駆動機構のと
ころにある減速機のバネ要素によるねじりによるものだ
けとする。すると、先端位置は図２より（Ｌ1 は第１軸
の長さ、Ｌ2 は第２軸の長さ） ［Ｘ，Ｚ］＝［Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2), Ｌ1 ×sin(θ1)+L2 × sin(θ1 −θ2)］ ……………………（１） 第１軸にかかるトルクＴは、図３より Ｔ＝Ｍg ×Ｘ （Ｘは先端の横軸距離） ……………………（２） 第１軸のねじれ角θs は、図３より θs ＝Ｍg ×Ｘ／Ｋ （Ｋは第１軸減速機バネ定数）…………………（３） （３）式で表わされるねじれ量だけ第１軸がねじれた場
合にＺ方向に△Ｚだけたわみ、軌跡がずれたとする。こ
こで、ねじれ量［θs ］が小さいとして、（１）式をθ
1 で微分することによって、 △Ｚ＝［ｄＺ／ｄθ1 ］・θs ＝ｄ［｛Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2)｝／ｄ
θ1 ］・θs ＝｛Ｌ1 ×cos(θ1)+ Ｌ2 ×cos(θ1 −θ2)｝・θs ＝Ｘ・θs さらに、（３）式を代入すると △Ｚ ＝Ｍg ・Ｘ2 ／Ｋ ……………………（４） となる。つまり、Ｚ軸方向にＸ方向の距離の２乗に比例
する軌跡ずれが生じる。ここで、図４に記すようなＺ軸
方向が同じＺ＝Ｚ0 で、Ｘ方向が、Ｘ＝ＸA である点
Ａ、Ｘ＝ＸB である点Ｂを教示する場合を考える。
（４）式より、点Ａでは △ＺA ＝Ｍg ・ＸA 2 ／Ｋ ……………………（５） 点Ｂでは △ＺB ＝Ｍg ・ＸB 2 ／Ｋ ……………………（６） なるたわみによる位置ずれが生じるので、教示時にロボ
ット制御装置から位置決めサーボ系に与える指令ＺA 、
ＺB は ＺA ＝Ｚ0 ＋△ＺA ……………………（７） ＺB ＝Ｚ0 ＋△ＺB ……………………（８） となる。したがって、制御装置に記憶されている教示点
としては、点Ａは（ＸA ，ＺA）、点Ｂは（ＸB ，
ＺB ）が記憶される。再生時には、前記記憶された点情
報にしたがって動作する。したがって、点Ａでは、指令
（ＸA ，ＺA ）を出したとき、実際の位置としては、重
力によるたわみが生じるので、再生時のＺ方向位置
ＺA ’は ＺA ’＝ＺA −△ＺA ＝Ｚ0 ＋△ＺA −△ＺA ＝Ｚ0 となり、教示位置と同じ点に位置決めができる。点Ｂで
も同様である。このように、重力によるたわみが生じて
も、教示点では、その影響はでない。今度は、補間点に
ついて考える。再生時に、直線補間時は、記憶されてい
る点Ａは Ａ＝（ＸA ，ＺA ） 点Ｂは Ｂ＝（ＸB ，ＺB ） を使って、補間計算をする。点Ａと点Ｂの間を直線で結
び、その間をいくつかの点で分割し、単位時間毎に角駆
動軸の回転角指令として、位置決めサーボ系に与える。
例えば、点Ａと点Ｂの中間点Ｃでは、 ［Ｘc ，Ｚc ］＝［（ＸA ＋ＸB ）／２，（ＺA ＋
ＺB ）／２］ を指令として出すことになる。しかし、（ＸA ＋ＸB ）
／２でのたわみ量は、（４）式より、 △Ｚc ＝Ｍg ・｛（ＸA ＋ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ……………………（９） であるため、実際の動作する位置Ｚc ’は、 Ｚc ’＝（ＺA ＋ＺB ）／２−△Ｚc ＝（ＺA ＋ＺB ）／２−Ｍg ・｛（ＸA ＋ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ＝［（ＺA −Ｍg ・ＸA 2 ／Ｋ）＋（ＺB −Ｍg ・ＸB 2 ／Ｋ）］／２ ＋Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ＝Ｚ0 ＋Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ ……………………（１０） となる。したがって、 Ｚc ’＝Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ …………………（１１） の分だけ直線からずれることになる。この軌跡の様子は
図５に示す。このように、ティーチングプレイバック方
式においても、補間時には、重力による軌跡ずれが生じ
る。このずれは、（１１）式から明らかなように補間す
る教示点間の距離が大きいときに顕著になる。従来、こ
のずれをなくす第１の従来方法は、教示点を増やすこと
であった。また、第２の従来方法としては、例えば、特
開昭60-118478号公報に示されるように、教示時も含
め、動作時には、常時、重力によるたわみによる誤差を
補正する方法が提案されている。すなわち、この第２の
従来方法の手段は、教示データに動作する関節形ロボッ
トにおいて、教示データによりロボットの関節部の動作
関節角を求める手段と、動作関節角に対応して関節部に
作用する重力トルク負荷によって生じる動作関節角のね
じれ量を演算する手段と、ロボットの動作関節角とねじ
れ量とにより実際の動作関節角を演算し、これをロボッ
トの駆動系に出力する手段とを備えた関節形ロボットの
位置制御装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、教示点を増や
す第１の従来方法では、作業効率の悪化を招いていた。
また、第２の従来方法では、各指令サイクルタイム毎
に、ねじり量の計算が必要となり、現実には、ＣＰＵの
能力アップなどの、システムの能力を上げる必要があ
り、多大な困難を伴なっていた。そこで、本発明は、計
算量をできるだけ少なくし、かつ、教示点も増やす必要
がないような、重力による軌跡ずれの補償を行う制御方
法とその装置を提供することを目的とする。
す第１の従来方法では、作業効率の悪化を招いていた。
また、第２の従来方法では、各指令サイクルタイム毎
に、ねじり量の計算が必要となり、現実には、ＣＰＵの
能力アップなどの、システムの能力を上げる必要があ
り、多大な困難を伴なっていた。そこで、本発明は、計
算量をできるだけ少なくし、かつ、教示点も増やす必要
がないような、重力による軌跡ずれの補償を行う制御方
法とその装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、プレイ動作時に、２つ
の教示点間を補間動作を行うとき、２つの教示点を除
く、２つの教示点間の応答軌跡上の少なくとも１点以上
で、応答軌跡が指令軌跡に一致するように補正を行うロ
ボット制御方法であり、またプレイ動作時に、２つの教
示点間を補間動作を行うとき、教示点間が指定されたあ
る一定の距離より長いかどうかを判別し、判別結果から
動作距離が、指定された距離より長いときだけ、重力に
よるたわみを補償するようにした前項に記載のロボット
制御方法であり、さらに重力によるたわみ補償は、教示
点間における動作距離と前記指定されたある一定の距離
に対応して、１点以上の代表点を選び、その代表点にお
ける重力によるたわみ量を教示位置情報より演算し、た
わみ量から、教示点では、位置補正量が０になるような
補正を行う前項に記載の産業用ロボットの制御方法であ
り、さらにまた教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、プレイ動作時に、２つ
の教示点間を補間動作を行うとき、２つの教示点を除
く、２つの教示点間の応答軌跡上の少なくとも１点以上
で、応答軌跡が指令軌跡に一致するように補正を行う補
償手段を設けたロボット制御装置であり、なお補償手段
は教示点間が指定されたある一定の距離より長いかどう
かを判別する判別手段を有し、判別手段において、動作
距離が、指定された距離より長いと判別されたときだ
け、補償手段が動作するようにした前項に記載の産業用
ロボットの制御装置であり、なおまた重力によるたわみ
補償手段は、教示点間に１点以上の代表点を選び、その
代表点における重力によるたわみ量を教示位置情報より
演算し、たわみ量から、教示点では、位置補正量が０に
なるような補正量を演算する演算手段を持つ前項に記載
の産業用ロボットの制御装置である。
め、本発明は、教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、プレイ動作時に、２つ
の教示点間を補間動作を行うとき、２つの教示点を除
く、２つの教示点間の応答軌跡上の少なくとも１点以上
で、応答軌跡が指令軌跡に一致するように補正を行うロ
ボット制御方法であり、またプレイ動作時に、２つの教
示点間を補間動作を行うとき、教示点間が指定されたあ
る一定の距離より長いかどうかを判別し、判別結果から
動作距離が、指定された距離より長いときだけ、重力に
よるたわみを補償するようにした前項に記載のロボット
制御方法であり、さらに重力によるたわみ補償は、教示
点間における動作距離と前記指定されたある一定の距離
に対応して、１点以上の代表点を選び、その代表点にお
ける重力によるたわみ量を教示位置情報より演算し、た
わみ量から、教示点では、位置補正量が０になるような
補正を行う前項に記載の産業用ロボットの制御方法であ
り、さらにまた教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、プレイ動作時に、２つ
の教示点間を補間動作を行うとき、２つの教示点を除
く、２つの教示点間の応答軌跡上の少なくとも１点以上
で、応答軌跡が指令軌跡に一致するように補正を行う補
償手段を設けたロボット制御装置であり、なお補償手段
は教示点間が指定されたある一定の距離より長いかどう
かを判別する判別手段を有し、判別手段において、動作
距離が、指定された距離より長いと判別されたときだ
け、補償手段が動作するようにした前項に記載の産業用
ロボットの制御装置であり、なおまた重力によるたわみ
補償手段は、教示点間に１点以上の代表点を選び、その
代表点における重力によるたわみ量を教示位置情報より
演算し、たわみ量から、教示点では、位置補正量が０に
なるような補正量を演算する演算手段を持つ前項に記載
の産業用ロボットの制御装置である。
【０００５】
【作用】上記手段により、本発明は教示点も増やさず、
かつ、サイクルタイム毎の計算量も極端に増やすことも
なく、重力たわみによる軌跡ずれを効果的に補償をする
ことができる。
かつ、サイクルタイム毎の計算量も極端に増やすことも
なく、重力たわみによる軌跡ずれを効果的に補償をする
ことができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を回路構成を示すブ
ロック図で表す図１に基づいて説明する。ここでは、従
来の技術の説明でも使用した図２で示したような、簡単
な２軸ロボットについての例で、本発明を説明する。こ
こでの記号は、第１の従来方法の例で使用した記号と同
じ記号は、同一の意味で使用している。教示点も点Ａ、
点Ｂとする。まず、教示モードにおいて、入力手段１を
使って、たわみ補正動作は行わない通常のティーチング
を行う。このことによって、教示点ＡおよびＢが、教示
位置記憶部２に、記憶される。教示終了後、プレイ動作
モードにおいては、教示位置記憶部２から点Ａ、点Ｂの
位置を補間距離判別部３に読み込み、点Ａ、点Ｂ間の直
線距離を判定し、あらかじめ指定されている距離Ｌc よ
り、大きいかどうか判定する。大きい場合は、たわみ補
償量演算部４が動作する。逆に小さい場合は、たわみに
よる誤差は小さいとして、たわみ補償量演算部４は動作
しない。そして、たわみ補償量演算部４では、まず、点
Ａ、点Ｂの間の補間点のうち、あらかじめ指定された数
の点においての、重力たわみによる位置ずれ量を計算す
る。ここでは、点Ａ、点Ｂの中間の１点である点Ｃを指
定したとする。点Ｃでの座標は（Ｘc 、Ｚc ）とする。
ロック図で表す図１に基づいて説明する。ここでは、従
来の技術の説明でも使用した図２で示したような、簡単
な２軸ロボットについての例で、本発明を説明する。こ
こでの記号は、第１の従来方法の例で使用した記号と同
じ記号は、同一の意味で使用している。教示点も点Ａ、
点Ｂとする。まず、教示モードにおいて、入力手段１を
使って、たわみ補正動作は行わない通常のティーチング
を行う。このことによって、教示点ＡおよびＢが、教示
位置記憶部２に、記憶される。教示終了後、プレイ動作
モードにおいては、教示位置記憶部２から点Ａ、点Ｂの
位置を補間距離判別部３に読み込み、点Ａ、点Ｂ間の直
線距離を判定し、あらかじめ指定されている距離Ｌc よ
り、大きいかどうか判定する。大きい場合は、たわみ補
償量演算部４が動作する。逆に小さい場合は、たわみに
よる誤差は小さいとして、たわみ補償量演算部４は動作
しない。そして、たわみ補償量演算部４では、まず、点
Ａ、点Ｂの間の補間点のうち、あらかじめ指定された数
の点においての、重力たわみによる位置ずれ量を計算す
る。ここでは、点Ａ、点Ｂの中間の１点である点Ｃを指
定したとする。点Ｃでの座標は（Ｘc 、Ｚc ）とする。
【０００７】 また、重力たわみによる位置ずれ量の計
算は、いろいろ考えられが、ここでは、（１１）式を使
用したとする。すなわち、位置ずれ量は、 △Ｚc ’＝Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ…………………（１２） となる。ここまでの計算を、点Ａから点Ｂまでの動作開
始直前までに１回だけ、行っておく。点Ａから点Ｂへの
補間動作時は補間点計算部５により、指定動作速度、動
作クロックにより、分割数Ｎを求め、動作クロック毎の
目標値ＸＸi を求める。ここ以降ＸＸi は、ｉ番目の補
間点の座標点（Ｘi ，Ｚi ）を表わすベクトル量とす
る。たわみ補償量演算部４で採用した代表点Ｃでは、ｉ
＝ｍとする。
算は、いろいろ考えられが、ここでは、（１１）式を使
用したとする。すなわち、位置ずれ量は、 △Ｚc ’＝Ｍg ・｛（ＸA −ＸB ）／２｝2 ／Ｋ…………………（１２） となる。ここまでの計算を、点Ａから点Ｂまでの動作開
始直前までに１回だけ、行っておく。点Ａから点Ｂへの
補間動作時は補間点計算部５により、指定動作速度、動
作クロックにより、分割数Ｎを求め、動作クロック毎の
目標値ＸＸi を求める。ここ以降ＸＸi は、ｉ番目の補
間点の座標点（Ｘi ，Ｚi ）を表わすベクトル量とす
る。たわみ補償量演算部４で採用した代表点Ｃでは、ｉ
＝ｍとする。
【０００８】 本発明では、たわみ補償量演算部４が動
作するときには、目標値ＸＸi を（１３）式に示すＸＸ
i ’に変更する。 ＸＸi ’＝ＸＸi ＋△ＸＸi ……………………（１３） △ＸＸi ＝ｆ（ｉ，△ＸＸc ） ……………………（１４） ここで、ｉ＝０，１，２，３，…，Ｎ 関数ｆは、ｉ＝ｍでは、 △ＸＸi ＝△ＸＸm ＝（０，△Ｚc ’） ｉ＝０，Ｎ（つまり、教示点）では、△ＸＸi ＝（０、
０）なる関数をとるものを採用する。最も簡単には、以
下のような折れ線をとる。 △ＸＸi ＝２×△ＸＸm ×（ｉ／Ｎ） ……………………（１５） ただし、ｉ≦ Ｎ／２である。 △ＸＸi ＝２×△ＸＸm ×（Ｎ−ｉ）／Ｎ ……………………（１６） ただし、Ｎ／２＜ｉ≦Ｎである。（１３）式で得られた
点ＸＸi ’について、逆変換により、各軸の動作目標値
θ1i、θ2iをもとめ、各軸サーボ系の指令とする。
作するときには、目標値ＸＸi を（１３）式に示すＸＸ
i ’に変更する。 ＸＸi ’＝ＸＸi ＋△ＸＸi ……………………（１３） △ＸＸi ＝ｆ（ｉ，△ＸＸc ） ……………………（１４） ここで、ｉ＝０，１，２，３，…，Ｎ 関数ｆは、ｉ＝ｍでは、 △ＸＸi ＝△ＸＸm ＝（０，△Ｚc ’） ｉ＝０，Ｎ（つまり、教示点）では、△ＸＸi ＝（０、
０）なる関数をとるものを採用する。最も簡単には、以
下のような折れ線をとる。 △ＸＸi ＝２×△ＸＸm ×（ｉ／Ｎ） ……………………（１５） ただし、ｉ≦ Ｎ／２である。 △ＸＸi ＝２×△ＸＸm ×（Ｎ−ｉ）／Ｎ ……………………（１６） ただし、Ｎ／２＜ｉ≦Ｎである。（１３）式で得られた
点ＸＸi ’について、逆変換により、各軸の動作目標値
θ1i、θ2iをもとめ、各軸サーボ系の指令とする。
【０００９】 各軸位置決めサーボ系で指令通り動作し
たとすると、補間点のＸＸi ’点での誤差は、点Ａ、点
Ｃ間では、点Ａと点Ｃの中間点Ｄの誤差△Ｚd が最も大
きくなり、（１１）式においての計算と同様にこれを計
算すると、 △Ｚd ’＝Ｍg ・｛（ＸA −Ｘc ）／２｝2 ／Ｋ …………………（１７） となる。ここで、（ＸA −Ｘc ）＝（ＸA −ＸB ）／２
であるので、 △Ｚd ’＝△Ｚc ’／４ ……………………（１８） となる。点Ｃ、点Ｂ間も同様に考えられ、誤差の最大値
は（１８）式となる。つまり、誤差を、１／４に縮小す
ることができる。
たとすると、補間点のＸＸi ’点での誤差は、点Ａ、点
Ｃ間では、点Ａと点Ｃの中間点Ｄの誤差△Ｚd が最も大
きくなり、（１１）式においての計算と同様にこれを計
算すると、 △Ｚd ’＝Ｍg ・｛（ＸA −Ｘc ）／２｝2 ／Ｋ …………………（１７） となる。ここで、（ＸA −Ｘc ）＝（ＸA −ＸB ）／２
であるので、 △Ｚd ’＝△Ｚc ’／４ ……………………（１８） となる。点Ｃ、点Ｂ間も同様に考えられ、誤差の最大値
は（１８）式となる。つまり、誤差を、１／４に縮小す
ることができる。
【００１０】 ここでは、最も単純な中間点１点だけを
とった場合について述べたが、計算時間の余裕があれ
ば、点数を増やすこともでき、その場合も同等なことが
できる。その場合は、点を増やせば増やすほど、位置誤
差が減ることになる。また、第１軸だけにたわみがある
場合について例証したが、多軸になっても同様なことが
できるのは明らかである。
とった場合について述べたが、計算時間の余裕があれ
ば、点数を増やすこともでき、その場合も同等なことが
できる。その場合は、点を増やせば増やすほど、位置誤
差が減ることになる。また、第１軸だけにたわみがある
場合について例証したが、多軸になっても同様なことが
できるのは明らかである。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、教
示点も増やさず、かつ、サイクルタイム毎の計算量も極
端に増やすこともなく、効果的で効率的なしかも正確度
も高い、重力によるたわみによる軌跡ずれを補償をする
という特段の効果を奏することができる。
示点も増やさず、かつ、サイクルタイム毎の計算量も極
端に増やすこともなく、効果的で効率的なしかも正確度
も高い、重力によるたわみによる軌跡ずれを補償をする
という特段の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す概念ブロッ
ク線図
ク線図
【図２】２軸ロボットの概略図と座標系図
【図３】２軸ロボットの重力によるたわみ量を説明する
ための概念図
ための概念図
【図４】従来例を説明するための教示点図
【図５】従来例による位置ずれの様子を説明するための
概念図
概念図
１ 入力手段（教示モード） ２ 教示位置記憶部 ３ 補間距離判定部 ４ たわみ補正量演算部 ５ 補間点計算部 ６ 関節角演算部 ７ 各軸サーボ系 ８ ロボット機構部
Claims (6)
- 【請求項１】 教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、 プレイ動作時に、２つの教示点間を補間動作を行うと
き、 前記２つの教示点を除く、前記２つの教示点間の応答軌
跡上の少なくとも１点以上で、応答軌跡が指令軌跡に一
致するように補正を行うことを特徴とするロボット制御
方法。 - 【請求項２】 プレイ動作時に、２つの教示点間を補間
動作を行うとき、教示点間が指定されたある一定の距離
より長いかどうかを判別し、 判別結果から動作距離が、指定された距離より長いとき
だけ、重力によるたわみを補償するようにしたことを特
徴とする請求項１記載のロボット制御方法。 - 【請求項３】 前記重力によるたわみ補償は、教示点間
における動作距離と前記指定されたある一定の距離に対
応して、１点以上の代表点を選び、 その代表点における重力によるたわみ量を教示位置情報
より演算し、 前記たわみ量から、教示点では、位置補正量が０になる
ような補正を行うことを特徴とする請求項２記載の産業
用ロボットの制御方法。 - 【請求項４】 教示データに基づいて、ロボットの各軸
を駆動するサーボ系に動作指令を出力するティーチング
プレイバックロボットにおいて、 プレイ動作時に、２つの教示点間を補間動作を行うと
き、前記２つの教示点を除く、前記２つの教示点間の応
答軌跡上の少なくとも１点以上で、応答軌跡が指令軌跡
に一致するように補正を行う補償手段を設けたことを特
徴とするロボット制御装置。 - 【請求項５】 前記補償手段は教示点間が指定されたあ
る一定の距離より長いかどうかを判別する判別手段を有
し、 前記判別手段において、動作距離が、指定された距離よ
り長いと判別されたときだけ、前記補償手段が動作する
ようにしたことを特徴とする請求項４記載の産業用ロボ
ットの制御装置。 - 【請求項６】 前記重力によるたわみ補償手段は、教示
点間に１点以上の代表点を選び、その代表点における重
力によるたわみ量を教示位置情報より演算し、前記たわ
み量から、教示点では、位置補正量が０になるような補
正量を演算する演算手段を持つことを特徴とする請求項
５記載の産業用ロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28583894A JP3493765B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 産業用ロボットの制御方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28583894A JP3493765B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 産業用ロボットの制御方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08118270A true JPH08118270A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3493765B2 JP3493765B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17696742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28583894A Expired - Fee Related JP3493765B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 産業用ロボットの制御方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493765B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010231575A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Kobe Steel Ltd | ロボットのオフライン教示装置、ロボットのオフライン教示方法、及びロボットシステム |
| WO2014156784A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
| JP2014188602A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Ntn Corp | リンク作動装置の制御装置 |
| WO2019012942A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御装置 |
| WO2023073755A1 (ja) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | ファナック株式会社 | ロボットの動作判定装置、動作判定方法および動作判定プログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019215998A1 (ja) | 2018-05-10 | 2019-11-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボットの制御方法 |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP28583894A patent/JP3493765B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010231575A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Kobe Steel Ltd | ロボットのオフライン教示装置、ロボットのオフライン教示方法、及びロボットシステム |
| WO2014156784A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
| JP2014188602A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Ntn Corp | リンク作動装置の制御装置 |
| US9808932B2 (en) | 2013-03-26 | 2017-11-07 | Ntn Corporation | Linking apparatus control device |
| WO2019012942A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2019-01-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御装置 |
| JPWO2019012942A1 (ja) * | 2017-07-11 | 2020-05-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ロボット制御装置 |
| WO2023073755A1 (ja) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | ファナック株式会社 | ロボットの動作判定装置、動作判定方法および動作判定プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3493765B2 (ja) | 2004-02-03 |
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