JPH08328625A - 産業用ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軌跡の悪化が出るような動作においても、ゲイ
ン変更をすることなく、かつ、機構的な変更も必要ない
ような、ロボット制御装置を提供する。 【構成】プレイ動作時に、２つの教示点間を補間動作を
行うとき、教示点間において、補間計算部から出された
各軸の動作指令パルスが、指定されたある一定の数より
小さいかどうかを判別する判定部６と、前記判定部にお
いて、動作パルスが、指定されたパルスより小さいと判
定されたときに、その軸を動作させない条件で、再補間
計算し、各軸動作指令をサーボ部へ出力する補間計算部
３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ティーチングプレイバ
ックロボットの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、産業用ロボットの制御装置は、
図２に示す構成をしている。つまり、ティーチング時に
教示した教示点の位置、教示点間の動作速度、教示点間
の補間方法などを記憶している記憶部１、前記記憶部１
に記憶された動作プログラムを解釈し、動作すべき位置
を補間計算部へ渡す動作プログラム解釈部２、動作プロ
グラム解釈部２から渡された位置を指定された補間命令
により補間し、各軸サーボ系の指令に逆変換する補間計
算部３、補間計算部から渡された指令によりロボット機
構部５に組み込まれているモータを動作させるサーボ部
４とからなる。このような構成の制御装置において補間
動作を行うときに、ロボットの機構、あるいは動作指令
によっては、ある軸は、少しは動作するが、ほとんど動
作しないということがある。例えば、図３のような簡単
な４軸ロボットにおいて、図４に示すＹ方向にＡ点から
Ｂ点まで直線補間動作をさせた場合を考える。このよう
なとき、通常は、先端姿勢をある一定の方向にとるよう
に（つまり、同一姿勢を保つように）補間計算をする。
例えば、図５で示したような、ロボット先端がＺ方向を
向くような姿勢で、補間計算したとする。このような動
作をしたときは、終点Ｂ点での姿勢は、図５の破線のよ
うなる。このとき、Ｊ４軸の動作に注目すると、補間計
算部からの指令パルスは、図６（ａ）のようになる。こ
こで、補間計算部は単位時間あたりの移動パルスをサー
ボ部へ指令するのが通常であり、有限の分解能しか持た
ないので、動作指令速度が遅い場合は、図６（ａ）に示
すような１パルスと０パルスのとびとびの指令となる。
機構を含めたサーボ系では、静止摩擦等の外乱により、
指令が１パルス出ただけでは、すぐには動作しないで止
まったままになる。一般には、サーボ部に積分制御の項
があり、その積分項のために、出力トルクが大きくなる
ことにより、この１パルスに対する応答を実現してい
る。しかし、この動作は、入力されてから、積分項がた
まるまでの時間遅れがあるため、高軌跡動作ができな
い。また、静止摩擦に打ち勝った時点で動作するためそ
の直後に１パルス以上動作してしまいオーバーシュート
を生じることもある。その応答は、図６（ｂ）のように
なる。その結果、図７で示したように、Ｘ方向に対し
て、動作軌跡が悪化するという現象が起こっていた。従
来、このようなロボットの軌跡精度悪化の第１の対策と
しては、積分を速く行わせるために積分ゲインをできる
だけ大きくすることが実施されていた。また、第２の対
策としては、機構部の静止摩擦をできるだけ少なくする
ような機構に変更する対策を施すことであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の第１の
方法では、ゲインを大きくしすぎると、ロボットの通常
動作の悪化をもたらすことがあり、適当なゲインを選ぶ
ことが困難であった。また、第２の従来方法では、機構
的な変更が必要となり、設計変更になり、コストアップ
になり、実現には、多大な困難をともなっていた。そこ
で、本発明は、軌跡の悪化が出るような動作において
も、ゲイン変更をすることなく、かつ、機構的な変更も
必要ないような、ロボット制御装置における補間法を提
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だすティーチングプレ
イバック形の産業用ロボットの制御装置において、プレ
イ動作時に、２つの教示点間を補間動作を行うとき、教
示点間において、補間計算部から出された各軸の動作指
令パルスが、指定されたある一定の数より小さいかどう
かを判別する判定部と、前記判定部において、動作パル
スが、指定されたパルスより小さいと判定されたとき
に、その軸を動作させない条件で、再補間計算し、各軸
動作指令をサーボ部へ出力する補間計算部と、を備えた
ことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】上記手段により、ゲイン変更をすることなく、
かつ、機構的な変更も必要としないで、ある軸の動作パ
ルスが少ないときでも、軌跡精度悪化を避けることがで
きる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を構成図１に基づいて
説明する。ここで、従来の制御装置に加えているのは、
動作パルス判定部６である。また、記憶部１、補間演算
部３も従来のものとは以下に述べるように若干異なる機
能を有する。動作ティーチ時に高軌跡モードであること
が記されたインストラクションであった場合（たとえ
ば、動作プログラム中の補間動作インストラクション
ＭＯＶＬ Ｖ＝１００ ＦＩＮＥ の中のＦＩＮＥタグ
の存在を制御装置の動作プログラム解釈部２が認識した
場合）、動作パルス判定部６に、各軸の動作指令パルス
値が、補間計算部３から送られる。動作パルス判定部６
では、前記送られた各軸指令パルスとあらかじめ設定さ
れているパルス判定値Ｐｃとを比較し、Ｐｃより大きけ
れば、通常の動作をする。逆に、Ｐｃより小さければ、
動作パルス判定部６は、補間計算部３に対してＰｃより
小さかった軸名と、再補間計算要求を出力する。再計算
要求を受けた補間計算部３は、動作パルスが小さいと判
断された軸を動作させないという条件で、補間計算をす
る。そのときの補間計算は、ロボットの姿勢は、保たれ
ないという条件であり、先端位置のみの補間計算とな
る。このようにすると、パルス移動量が少ない場合で
も、指令パルスがとびとびになることが避けられ、その
ために起こる軌跡精度の悪化が避けられる。従来の技術
で述べたロボットとその動作を例にとると、本発明で
は、Ｊ４軸が動作しないので、最終点Ｂでのロボットの
姿勢は、図８に示すように、Ｊ４軸がＺ軸方向であると
いう姿勢は、保てない。しかし、動作軌跡は、図９で示
したように、Ｘ方向には、ずれることがなく、高精度の
軌跡が得られる。本方法は、もともと少ししか変化しな
い軸の動作を止めるだけであるので、ここでの姿勢変化
は、微少であり、実作業には影響を与えない。

【０００７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ゲ
イン変更をすることなく、かつ、機構的な変更も必要と
しないで、ある軸の動作パルスが少ないときでも、軌跡
精度悪化を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック線図

【図２】従来の制御装置の構成を表すブロック線図

【図３】説明に使う簡単化したロボットを表す概念図

【図４】ロボットの動作の例を表す図

【図５】従来法による動作の始点、終点での姿勢を表す
概念図

【図６】従来法でのＪ４軸の指令パルスと応答パルス

【図７】従来法での動作軌跡

【図８】本発明と従来法の動作終点での姿勢の比較

【図９】本発明での動作軌跡

【符号の説明】

１ 記憶部 ２ 動作プログラム解釈部 ３ 補間計算部 ４ サーボ部 ５ ロボット機構部 ６ 動作パルス判定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   プレイバック形の産業用ロボットの制御装置において、 プレイ動作時に、２つの教示点間を補間動作を行うと
   き、教示点間において、補間計算部から出された各軸の
   動作指令パルスが、指定されたある一定の数より小さい
   かどうかを判別する判定部と、 前記判定部において、前記動作パルスが、指定されたパ
   ルスより小さいと判定されたときに、その軸を動作させ
   ない条件で、再補間計算し、各軸動作指令をサーボ部へ
   出力する補間計算部と、を備えたことを特徴とする産業
   用ロボットの制御装置。
2. 【請求項２】 前記再補間計算時は、ロボットの姿勢
   は、補間の条件としないようにしたことを特徴とした請
   求項１記載の産業用ロボットの制御装置。