JPH0866881A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】６軸多関節ロボットの角度検出時刻及び検出点
検出時刻の補正を行う。 【構成】位置検出装置Ｓは、計算周期α毎に検出点の位
置データを取り込み、データ補正後に位置制御装置に転
送。位置制御装置では位置検出装置Ｓからのデータ受信
後に各制御軸のエンコーダからの角度データを取り込
む。位置検出装置Ｓによる検出点検出時刻ｔi-1 と位置
制御装置による角度検出時刻Ｔi-1 とはデータ転送時間
γだけズレが生じるため、角度データＥi-1 とＥi-2 を
用い検出点検出時刻ｔi-1 における角度データの値に内
挿。或いは、検出点の位置データＰiとＰi-1 を用い、
角度検出時刻Ｔi-1 における検出点の位置データに内
挿。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンドエフェクタとし
てのトーチより進行方向に一定の距離だけ先行した位置
検出装置において、予め工作物の検出点の位置データを
取り込み、その検出点の位置データに基づいて、位置及
び姿勢の制御を行うロボット制御装置に関する。特に、
位置検出装置における工作物の検出点の位置データの取
り込み時間、及び、位置検出装置から位置制御装置への
データ転送時間に起因して、角度検出時刻と検出点検出
時刻との間にズレが生ずるロボット制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ロボット制御による溶接において
は、ロボットの進行方向前方に位置検出装置を一定の距
離だけ離して固設し、その位置検出装置によって、一定
周期で工作物形状を先読みし、工作物形状の検出点の位
置データをロボットの位置制御装置へ転送して、予め工
作物形状を把握した上で、ロボットを制御し、溶接を行
っていた。この場合、位置制御装置は、位置検出装置に
よる検出点の位置データを受信した後に、各軸のロータ
リエンコーダからの角度データを受信するため、検出点
検出時刻と角度検出時刻とは一致してはいない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出点
検出時刻と角度検出時刻とが一致しないことにより、各
軸のロータリエンコーダによって検出された角度データ
をそのまま用い、或いは位置検出装置によって検出され
た検出点の位置データをそのまま用いて、検出点のワー
ルド座標系を求めてロボットの位置及び姿勢の制御を行
った場合、溶接の精度がよくないという問題がある。こ
のような問題は、検出点の位置データをパラレルに転送
できる場合は転送時間が短いためにあまり大きな障害に
はならない。しかし、位置データをシリアルに転送する
場合には、転送時間が長くなるために角度検出時刻と検
出点検出時刻との時間差が大きくなり、溶接加工精度の
不良による障害が大きくなる。

【０００４】従って、本発明の目的は、検出点の位置デ
ータをワールド座標系に変換するとき、角度検出時刻と
検出点検出時刻との時間差を補償することで検出点の正
確なワールド座標を得て、ロボットの位置及び姿勢の制
御を行うことで、ロボット制御による溶接加工の精度向
上を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、現在角度検出手段からの角度データを
位置検出装置による検出点検出時刻における角度データ
に内挿計算する内挿手段と、内挿手段によって計算され
た角度データを用いて位置検出装置によって検出された
検出点の位置データをワールド座標系（空間固定の直交
座標系）に座標変換する変換手段と、変換手段によって
ワールド座標系に座標変換された位置データに基づい
て、ロボットの位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御手
段とを設けたことを特徴とする。

【０００６】また、第二の発明は、位置検出装置からの
検出点の位置データを、現在角度検出手段による角度検
出時刻における位置データに内挿計算する内挿手段と、
内挿手段によって内挿計算された値をワールド座標系
（空間固定の直交座標系）に座標変換する変換手段と、
変換手段によってワールド座標系に座標変換された位置
データに基づいて、ロボットの位置及び姿勢を制御する
位置姿勢制御手段とを設けたことを特徴とする。

【０００７】第三の発明は、位置検出装置が、レーザビ
ームを工作物にスイープして照射し工作物形状の位置の
検出を行う場合に、検出点検出時刻をスイープ期間の中
間時点とし、現在角度検出手段による角度データに内挿
計算を行い、スイープ期間の中間時点における角度デー
タに変換する内挿手段と、内挿手段によって計算された
角度データを用いて位置検出装置によって検出された検
出点の位置データをワールド座標系に座標変換する変換
手段と、変換手段によってワールド座標系に座標変換さ
れた検出点の位置データに基づいて、ロボットの位置及
び姿勢を制御する位置姿勢制御手段とを設けたことを特
徴とする。

【０００８】第四の発明は、位置検出装置が、レーザビ
ームを工作物にスイープして照射し工作物形状の位置の
検出を行う場合に、検出点検出時刻をスイープ期間の中
間時点とし、検出点の位置データに内挿計算を行い、現
在角度検出手段による角度検出時刻における検出点の位
置データに変換する内挿手段と、内挿手段によって内挿
計算された値をワールド座標系に座標変換する変換手段
と、変換手段によってワールド座標系に座標変換された
位置データに基づいて、ロボットの位置及び姿勢を制御
する位置姿勢制御手段とを設けたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用】作用の第一点は、現在角度検出手段にお
いて、ロボットの各制御軸の角度データを検出し、角度
データを位置制御装置における記憶手段に記憶し、記憶
手段から角度データを引き出し、内挿手段によって角度
データを位置検出装置による検出点検出時刻における角
度データに変換する。位置検出装置による検出点の位置
データは、検出点検出時刻における角度データを用い
て、変換手段によってワールド座標系に変換される。そ
の後、その検出点のワールド座標に応じてロボットの位
置及び姿勢の制御を行う。作用の第二点は、位置検出装
置によって検出点の位置データを検出し、位置制御装置
における記憶手段に記憶し、記憶手段から検出点の位置
データを引き出して、内挿手段によって検出点の位置デ
ータを現在角度検出手段が角度データを取り込んだ時刻
である角度検出時刻における検出点の位置データに変換
する。角度検出時刻における検出点の位置データは現在
角度検出手段からの角度データを用い、変換手段によっ
てワールド座標系に変換される。その後、その検出点の
ワールド座標に応じて、ロボットの位置及び姿勢の制御
を行う。

【００１０】

【発明の効果】上述に示されるように、従来のように位
置データを受信した後の角度データを用いるのではな
く、検出点検出時刻に最も近い２つの角度データを用い
て内挿計算を行うことにより、位置検出装置による検出
点検出時刻と位置制御装置における現在角度検出手段が
角度データを検出する時刻である角度検出時刻との差が
補償される。従って、２つの時刻が一致した状態で検出
点の位置データがワールド座標系での値に変換される。
よって、ワールド座標系での正確な検出点の位置データ
が得られるため、ロボット制御による溶接加工等の精度
が向上する。また、位置検出装置から位置制御装置へ検
出点の位置データをシリアルに転送する場合において
も、ロボット制御による溶接加工の精度は、データの転
送速度に左右されず安定した品質が得ることができる。
さらに、レーザビームを工作物にスイープして照射する
位置検出装置においても、検出点検出時刻をスイープ期
間の中間時点として内挿計算を行うことによって、正確
な位置検出が行える。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、６軸多関節ロボットの機構を示した機
構図である。ロボット本体１０は、ベース１２を配設し
て床に固定され、ベース１２上には、コラム１３が固設
されて、ボディ１４を回転自在に配設している。ボディ
１４は、アッパーアーム１５を回転自在に軸支してお
り、アッパーアーム１５は、フォアアーム１６を回転自
在に軸支している。ボディ１４、アッパーアーム１５、
フォアアーム１６は、それぞれ、サーボモータＭ１、Ｍ
２、Ｍ３（図３参照）によって、制御軸ａ、ｂ、ｃの回
りに回転駆動される。この回転角は、ロータリエンコー
ダＥ１、Ｅ２、Ｅ３によって検出され、フォアアーム１
６の先端部には、リスト１７が制御軸ｄの回りに回転可
能に軸支されリスト１７には、エンドエフェクタとして
の溶接トーチ１８が制御軸ｅの回りに回転自在に軸支さ
れている。さらに、溶接トーチ１８は、制御軸ｆのまわ
りに回転可能に軸支され、溶接トーチ１８の先端部によ
って、工作物Ｗの溶接が行われる。工作物Ｗは、２つの
板材を合わせたものであり、その接合部の段差が加工経
路であり、加工経路が溶接される部分である。溶接トー
チ１８から加工経路方向の前方には、位置検出装置Ｓが
固設されている。また、床には台１９が立設されてお
り、工作物Ｗが台１９上に固定されている。尚、制御軸
ｄ、ｅ、ｆはそれぞれサーボモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６に
よって回転駆動され、各制御軸の回転角は、それぞれロ
ータリエンコーダＥ４、Ｅ５、Ｅ６によって検出され
る。

【００１２】図２に、溶接トーチ１８と位置検出装置Ｓ
との位置関係及び各座標系の位置関係を表したものであ
る。溶接トーチ１８と位置検出装置Ｓとは、一定距離δ
だけ離れている。Ｏs 、Ｘs 、Ｙs 、Ｚs はセンサ座標
系を示し、位置検出装置Ｓにおける座標系を表してい
る。Ｏf 、Ｘf 、Ｙf 、Ｚf はフランジ座標系を示し、
溶接トーチ１８のフランジ中心における座標系を表して
いる。Ｏw 、Ｘw 、Ｙw 、Ｚw はワールド座標系を示
し、空間固定の直交座標系を表している。

【００１３】図３は、ロボットの位置制御装置の電気的
構成を示したブロックダイヤグラムである。ＣＰＵ２０
は、マイクロコンピュータ等からなる中央処理装置であ
り、ＣＰＵ２０には、メモリ２５、サーボモータを駆動
するサーボＣＰＵとして、２２ａ〜２２ｆ、アーク溶接
機２３、位置検出装置Ｓからの検出信号を入力する入出
力インタフェイス２４、ジョグ運転の指令等を行う操作
盤２６が接続されている。アーク溶接機２３には溶接ト
ーチ１８が接続され、入出力インタフェイス２４には、
位置検出装置Ｓが接続されている。サーボモータＭ１〜
Ｍ６は、それぞれサーボＣＰＵ、２２ａ〜２２ｆからの
指令によって、駆動される。サーボモータＣＰＵである
２２ａ〜２２ｆでは、中央制御装置２０からの出力角度
データθ１〜θ６と、各サーボモータＭ１〜Ｍ６と連結
したロータリエンコーダからの出力値Ｅ１〜Ｅ６との偏
差を演算し、偏差の値の分だけを出力する。メモリ２５
は、ＰＡ領域とＰＤＡ領域とから成り、ＰＡ領域にはロ
ボットを教示データによって動作させるためのプログラ
ムが記憶され、ＰＤＡ領域にはロボットの位置及び姿勢
を表す教示データが記憶される。

【００１４】次に、その作用について説明する。図４
は、当実施例装置において使用されているＣＰＵ２０の
位置決め制御に関する処理手順を示したフローチャート
である。また、図５は、本実施例の場合の検出点の位置
データの授受に関し、位置検出装置Ｓ及び位置制御装置
における検出点の位置データと角度データのタイミング
を表したものである。図中のαは、位置検出装置Ｓにお
ける計算周期を示し、γは位置検出装置Ｓから位置制御
装置へのデータ転送時間、及び位置制御装置でのデータ
受信時間を示す。また、ｔは位置検出装置Ｓにおける検
出点の位置データ取り込み時刻を示し、Ｔは位置制御装
置における検出点の位置データ受信時刻を示す。Ｐは検
出点の位置データを、Ｅはロータリエンコーダからの角
度データを示す。ここで、ｔ、Ｔ、Ｐ、Ｅにおける添字
のi はデータの計算周期毎の時系列の序列を示し、i は
i 番目のデータを、i-1 はi-1 番目のデータを、i-2 は
i-2 番目のデータを意味する。▽印は位置検出装置Ｓに
おける検出点の位置データ取り込みタイミングを示し、
△印は位置制御装置におけるロータリエンコーダからの
角度データ取り込みタイミングを示す。位置検出装置Ｓ
による検出点の位置データの取り込みは、瞬時に行って
いるが位置検出装置Ｓ側で検出点の位置データの補正を
行った後に位置制御装置側に転送するために、位置制御
装置側では位置検出装置Ｓの計算周期αだけ遅れて受信
することとなる。さらに、検出点の位置データを位置検
出装置Ｓから位置制御装置へ転送する際に、転送時間が
γだけかかり、位置制御装置では位置検出装置Ｓからの
検出点の位置データを受信してから後に位置制御装置に
おけるロータリエンコーダが角度データが取り込まれる
ために、位置検出装置Ｓによる検出点検出時刻とロータ
リエンコーダによる角度検出時刻とはα＋γだけズレる
ことになるが、検出点の位置データもロータリエンコー
ダからの角度データもともにメモリ２５に記憶されて時
系列に並べられるため、位置データと角度データとを順
番に対応させることにより、実際には位置検出装置Ｓに
よる検出点検出時刻とロータリエンコーダによる角度検
出時刻とはγだけズレることになる。よって、検出点検
出時刻と角度検出時刻とを一致させるために、補正計算
をする必要がある。

【００１５】次に、補正計算について説明する。図５に
おいて、位置検出装置Ｓは検出点の位置データを取り込
んだ後、計算周期αだけかけてデータを整理して位置制
御装置へ検出点の位置データを転送する。位置制御装置
では、そのあと受信時間γの後に検出点の位置データを
受信するため、位置制御装置が時刻Ｔi において受信し
た検出点の位置データは、位置検出装置Ｓが時刻ｔi-1
において検出した検出点の位置データである。時刻ｔi-
1は、時刻Ｔi-2 と時刻Ｔi-1 との間にあることから、
内挿計算により時刻ｔi-1における角度データに補正す
ることができる。よって、時系列上i-1 番目における角
度データの補正計算式は式１に示めされる。

【００１６】

【数１】 Ｅ＝Ｅi-1 −（Ｅi-1 −Ｅi-2 ）×（γ／α） …（１） ここで、αは計算周期、γは位置検出装置Ｓからの検出
点の位置データの転送時間及び位置制御装置における検
出点の位置データの受信時間、Ｅi-2 は位置制御装置が
ロータリエンコーダから時刻Ｔi-2 において取り込んだ
角度データ、Ｅi-1 は位置制御装置がロータリエンコー
ダから時刻Ｔi-1 において取り込んだ角度データとした
ときの補正計算式である。ステップ１００において、時
系列上i-1 番目における角度データを読み込み、検出点
検出時刻と角度検出時刻とを一致させるために、ステッ
プ１１０において前述の式１を用い、補正計算を行う。

【００１７】ステップ１２０においては、工作物Ｗの加
工経路上の時系列上i-1 番目における検出点の位置デー
タを読み込み、ステップ１３０において、ステップ１２
０で得られた検出点の位置データを位置検出装置Ｓを中
心としたセンサ座標系で行列表示し、これを〔ＰＳ〕と
する。ここで、センサ座標系における検出点の位置デー
タの行列表示〔ＰＳ〕は姿勢及び位置を表す４×４の同
時座標マトリクスである。

【００１８】ステップ１４０では、回転角の内挿計算値
Ｅを入力することにより、時系列上i-1 番目におけるフ
ランジ座標系からワールド座標系への変換行列〔Ｆ〕を
演算する。センサ座標系からフランジ座標系への変換行
列〔Ｓ〕およびステップ１４０で得られた変換行列
〔Ｆ〕を用い、ステップ１５０において、式２に示す計
算式を用い、時系列上、i-1 番目におけるセンサ座標系
からワールド座標系への変換行列〔Ｗ〕を演算する。

【００１９】

【数２】 〔Ｗ〕＝〔Ｆ〕×〔Ｓ〕 …（２） ここで、変換行列〔Ｓ〕は角度によらない固定行列であ
り、予め設定しておくことができるものであり、位置検
出装置Ｓが検出点の位置データを検出する基準位置とフ
ランジの基準位置との位置関係より求まるものである。
なお、変換行列〔Ｓ〕、〔Ｆ〕、〔Ｗ〕は姿勢及び位置
を表す４×４のマトリクスである。

【００２０】ステップ１５０における結果を受け、ステ
ップ１６０においては、検出点の位置データをセンサ座
標系からワールド座標系への座標変換を行う。時系列上
i-1番目におけるワールド座標系における検出点の位置
データの表示〔ＰＷ〕は、式３により求めることができ
る。

【００２１】

【数３】 〔ＰＷ〕＝〔Ｗ〕×〔ＰＳ〕 …（３） ステップ１７０では、ステップ１６０からの検出点の位
置データを基に、ロボットの各制御軸の時系列上i-1 番
目における回転角を算出する。

【００２２】ステップ１８０では、ステップ１７０で得
られたロボットの各制御軸の回転角を時系列上i-1 番目
におけるデータとしてメモリに記憶する。ステップ１９
０では、次の加工点のデータをメモリより引き出し、ス
テップ１９０において得た次の加工点のデータを、ステ
ップ２００においてサーボに出力する。ステップ２００
においては、加工終了か否かを判定し、加工終了のとき
はエンド、加工終了でないときはステップ１００に戻
り、加工終了フラッグが立つまで位置決め制御を行う。

【００２３】次に、第二実施例として、位置検出装置Ｓ
が、レーザビームを加工経路に垂直な方向にスイープし
て工作物に照射し、工作物までの距離から検出点の位置
を測定する距離センサの場合について説明する。第二実
施例装置において使用されているＣＰＵ２０の教示及び
位置決め制御に関する処理手順を示すフローチャート
は、第一実施例の場合と同じく、図４に示す。

【００２４】また、図６及び図７は、第二実施例の場合
の検出点の位置データの授受に関し位置検出装置Ｓ及び
位置制御装置における検出点の位置データのタイミング
を表したものである。図中のαは、位置検出装置Ｓにお
ける計算周期を示し、γは位置検出装置Ｓから位置制御
装置へのデータ転送時間、及び位置制御装置でのデータ
受信時間を示す。また、ｔは位置検出装置Ｓにおける検
出点の位置データ取り込み時刻を示し、Ｔは位置制御装
置における検出点の位置データ受信時刻を示す。Ｐは検
出点の位置データを、Ｅはロータリエンコーダからの角
度データを示す。ここで、ｔ、Ｔ、Ｐ、Ｅにおける添字
のi はデータの計算周期毎の時系列の序列を示し、i は
i 番目のデータを、i-1 はi-1 番目のデータを、i-2 は
i-2 番目のデータを意味する。△印は位置制御装置にお
けるロータリエンコーダからの角度データ取り込みタイ
ミングを示す。

【００２５】検出点の位置データを位置検出装置Ｓから
位置制御装置へ転送する際に、転送時間がγだけかか
り、位置制御装置では位置検出装置Ｓからの検出点の位
置データを受信してから後に位置制御装置におけるロー
タリエンコーダが角度データを取り込むというところ
は、第一実施例と同じであるが、位置検出装置Ｓによる
検出点の位置データの取り込みおいて、レーザビームを
スイープさせて位置を検出させるために、瞬時に位置デ
ータを検出するのではなく、データの取り込みにβの時
間を要する。このため、位置検出装置Ｓによる検出点検
出時刻を正確に特定することは困難である。

【００２６】このように、位置検出装置Ｓがレーザビー
ムをスイープさせて、検出点の位置データを取り込む場
合には、便宜上、スイープ期間の中間時点を検出点検出
時刻として取り扱うこととし、位置制御装置のロータリ
エンコーダによる角度データを検出する時刻である角度
検出時刻を、スイープ期間の中間時点に補正することに
よって検出点検出時刻と角度検出時刻とを一致させよう
とするものである。▽印は位置検出装置Ｓにおける検出
点の位置データ取り込みタイミングをスイープ期間の中
間時点としたときのものである。

【００２７】位置検出装置Ｓによる検出点の位置データ
を取り込む時間βの１／２値と、位置検出装置Ｓからの
検出点の位置データの転送時間或いは位置制御装置にお
ける検出点の位置データの受信時間γとの大小比較を
し、γがβの１／２値以上の場合を図６に、γがβの１
／２値より小さい場合を図７に示す。まず、γがβの１
／２値以上の場合については、図６より、時系列上にお
いて位置検出装置Ｓが検出点の位置データを取り込む時
刻ｔi-1 は、位置制御装置がロータリエンコーダから角
度データを取り込む時刻Ｔi-2 とＴi-1 との間に位置し
ていることから、時系列上i-1 番目における角度データ
は式４によって位置検出装置Ｓのスイープ期間の中間時
点に直線内挿することができる。

【００２８】

【数４】 Ｅ＝Ｅi-1 −（Ｅi-1 −Ｅi-2 ）×（γ─β／２）÷α …（４） ここで、Ｅi-2 は位置制御装置がロータリエンコーダか
ら時刻Ｔi-2 において取り込んだ角度データ、Ｅi-1 は
位置制御装置がロータリエンコーダから時刻Ｔi-1 にお
いて取り込んだ角度データである。また、γがβの１／
２値未満の場合については、図７より、時系列上におい
て位置検出装置Ｓが検出点の位置データを取り込む時刻
ｔi-1 は、位置制御装置がロータリエンコーダから角度
データを取り込む時刻Ｔi-1 とＴi との間に位置してい
ることから、時系列上i-1 番目における角度データは式
５によって位置検出装置Ｓのスイープ期間の中間時点に
直線内挿することができる。

【００２９】

【数５】 Ｅ＝Ｅi-1 −（Ｅi −Ｅi-1 ）×（γ─β／２）÷α …（５） ここで、Ｅi-1 は位置制御装置がロータリエンコーダか
ら時刻Ｔi-1 において取り込んだ角度データ、Ｅi は位
置制御装置がロータリエンコーダから時刻Ｔiにおいて
取り込んだ角度データである。式４及び式５により、位
置検出装置Ｓがレーザビームをスイープさせて検出点の
位置データを取り込む場合には、角度検出時刻をスイー
プ期間の中間時点に直線内挿させることにより、溶接の
精度向上が可能となる。図８は、第二実施例におけるス
テップ１１０を、詳細に表したものである。

【００３０】次に、第三実施例について説明する。第一
実施例と第二実施例は、角度検出時刻における各制御軸
の角度を検出点検出時刻に直線内挿させるものであった
が、第三実施例の場合は、検出点検出時刻における検出
点の位置データを角度検出時刻に直線内挿させ、溶接精
度の向上を図るものである。第三実施例の場合、検出点
の位置データの授受に関し、位置検出装置Ｓ及び位置制
御装置における検出点の位置データと角度データのタイ
ミングを表したものは、第一実施例と同じく図５に示
す。ロータリエンコーダからの角度検出時刻Ｔi-1 にお
ける位置データＰi-1 についての内挿計算を考えてみる
と、このＴi-1 は位置検出装置Ｓが位置データを検出し
た時刻であるｔi-1 とｔi との間にあることから、補正
計算式は式６で表される。

【００３１】

【数６】 Ｐ＝Ｐi-1 ＋（Ｐi −Ｐi-1 ）×（γ／α） …（６） ここで、αは計算周期、γは位置検出装置Ｓからの検出
点の位置データの転送時間及び位置制御装置における検
出点の位置データの受信時間、Ｐi-1 は位置検出装置Ｓ
が時刻ｔi-1 において取り込んだ検出点の位置データ、
Ｐi は位置検出装置Ｓが時刻ｔi において取り込んだ検
出点の位置データ、Ｐは時刻Ｔi-1 における検出点の位
置データの内挿値である。また、位置決め制御に関する
処理手順は図４のフローチャートにおいて、第一実施例
及び第二実施例との違いは、ステップ１００とステップ
１２０とを入替えて、検出点の位置データを先に読み込
んでから補正計算を行うということと、ステップ１４０
において、フランジ座標系からワールド座標系への変換
行列の演算を、ロータリエンコーダからの角度データを
そのまま用いて行うことの２点である。式６によって、
検出点検出時刻を角度検出時刻に直線内挿することがで
き、第三実施例においても溶接精度の向上が図れる。

【００３２】また、第四実施例として、第二実施例のよ
うにレーザビームをスイープさせて位置データを得るも
のにおいても、同様に位置データを内挿して、角度検出
時刻における位置データを求めることができる。即ち、
図６のようにγ≧β／２の場合には、角度検出時刻Ｔi-
1 は検出点検出時刻ｔi とｔi-1 との間にあることか
ら、式７によって、検出点の位置データを角度検出時刻
Ｔi-1 における値に直線内挿することができる。

【００３３】

【数７】 Ｐ＝Ｐi-1 ＋（Ｐi −Ｐi-1 ）×（γ─β／２）÷α …（７） 図７のようにγ＜β／２の場合には、角度検出時刻Ｔi-
1 には検出点検出時刻ｔi-1 とｔi-2 との間にあること
から、式８によって、検出点の位置データを角度検出時
刻Ｔi-1 における値に直線内挿することができる。

【００３４】

【数８】 Ｐ＝Ｐi-1 ＋（Ｐi-1 −Ｐi-2 ）×（γ─β／２）÷α …（８） また、位置決め制御に関する処理手順は図４のフローチ
ャートにおいて、第四実施例と第一実施例及び第二実施
例との違いは、ステップ１００とステップ１２０とを入
替えて、検出点の位置データを先に読み込んでから補正
計算を行うということと、ステップ１４０において、フ
ランジ座標系からワールド座標系への変換行列の演算
を、ロータリエンコーダからの角度データをそのまま用
いて行うことの２点である。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例装置におけるロボットの構成及び工具
との位置関係を示した説明図。

【図２】本実施例装置における各座標系の位置関係を示
した説明図。

【図３】本実施例装置における電気的構成を示したブロ
ックダイヤグラム。

【図４】加工経路の教示動作時における第一実施例装置
で使用されたＣＰＵの処理手順を示したフローチャー
ト。

【図５】第一実施例装置及び第三実施例装置における位
置検出装置Ｓと位置制御装置との間のデータ授受に関す
るタイミングチャート。

【図６】第二実施例装置及び第四実施例装置におけるγ
≧β／２の場合の位置検出装置Ｓと位置制御装置との間
のデータ授受に関するタイミングチャート。

【図７】第二実施例装置及び第四実施例装置におけるγ
＜β／２の場合の位置検出装置Ｓと位置制御装置との間
のデータ授受に関するタイミングチャート。

【図８】第二実施例におけるステップ１１０「補正計
算」の詳細図。

【符号の説明】

１０ ロボット本体 １８ 溶接トーチ ２５ 記憶装置 Ｓ 位置検出装置 Ｗ 工作物 ａ〜ｆ 制御軸 Ｍ１〜Ｍ６ サーボモータ Ｅ１〜Ｅ６ ロータリエンコーダ Ｏs 、Ｘs 、Ｙs 、Ｚs センサ座標系 Ｏf 、Ｘf 、Ｙf 、Ｚf フランジ座標系 Ｏw 、Ｘw 、Ｙw 、Ｚw ワールド座標系 〔Ｓ〕 センサ座標系変換行列 〔Ｆ〕 フランジ座標系変換行列 〔Ｗ〕 ワールド座標系変換行列 〔ＰＳ〕 センサ座標系における検出点の位置データ表
示 〔ＰＷ〕 ワールド座標系における検出点の位置データ
表示 α 計算周期 β 位置検出装置Ｓによる検出点の位置データの取り込
み時間 γ 位置検出装置Ｓから位置制御装置への検出点の位置
データの転送時間、及び位置制御装置における検出点の
位置データの受信時間 Ｅi 位置制御装置がロータリエンコーダから時刻Ｔi
において取り込んだ角度データ Ｅi-1 位置制御装置がロータリエンコーダから時刻Ｔ
i-1 において取り込んだ角度データ Ｅi-2 位置制御装置がロータリエンコーダから時刻Ｔ
i-2 において取り込んだ角度データ Ｐi 位置検出装置が時刻ｔi において取り込んだ検
出点の位置データ Ｐi-1 位置制御装置が時刻ｔi-1 において取り込んだ
検出点の位置データ Ｐi-2 位置制御装置が時刻ｔi-2 において取り込んだ
検出点の位置データ ｔi 時系列上、i 番目に位置検出装置が検出点の位
置データを取り込んだ時刻 ｔi-1 時系列上、i-1 番目に位置検出装置が検出点の
位置データを取り込んだ時刻 ｔi-2 時系列上、i-2 番目に位置検出装置が検出点の
位置データを取り込んだ時刻 Ｔi 時系列上、i 番目に位置制御装置がロータリエ
ンコーダから角度データを取り込んだ時刻 Ｔi-1 時系列上、i-1 番目に位置制御装置がロータリ
エンコーダから角度データを取り込んだ時刻 Ｔi-2 時系列上、i-2 番目に位置制御装置がロータリ
エンコーダから角度データを取り込んだ時刻

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットのフランジに固定されたエンド
   エフェクタと、このエンドエフェクタと所定の位置関係
   でフランジに固定された位置検出装置であって、前記エ
   ンドエフェクタの加工経路上の加工点に対して一定の距
   離だけ先行した検出点の位置を前記位置検出装置に固定
   された座標系での検出点検出時刻における値として検出
   する位置検出装置と、前記位置検出装置によって検出さ
   れた前記検出点の位置データを受信して、その位置デー
   タに基づいて前記エンドエフェクタの加工点を前記加工
   経路上に沿って移動させるようにロボットの位置及び姿
   勢を制御する位置制御装置とからなるロボット制御装置
   において、 前記位置制御装置は、 ロボットの各制御軸の現在角度を検出する現在角度検出
   手段と、 前記位置検出装置から受信した前記検出点の位置データ
   を前記検出点検出時刻における値として、また、前記角
   度検出手段からの角度データを角度検出時刻における値
   として記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている前記角度データのうち、
   前記位置検出装置による検出点検出時刻に最も近い２つ
   の角度データを用いて、前記検出点検出時刻に対して直
   線内挿することにより、前記検出点検出時刻における前
   記角度データを演算する内挿手段と、 前記位置検出装置により検出された前記検出点検出時刻
   における前記検出点の位置データを、前記内挿手段によ
   り演算された前記検出点検出時刻における前記角度デー
   タを用いて、ワールド座標系での位置データに変換する
   変換手段と、 前記変換手段により変換された位置データに基づいて、
   前記加工点が前記加工経路に沿って移動するように前記
   ロボットの位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御手段と
   を有することを特徴とするロボット制御装置。
2. 【請求項２】 ロボットのフランジに固定されたエンド
   エフェクタと、このエンドエフェクタと所定の位置関係
   でフランジに固定された位置検出装置であって、前記エ
   ンドエフェクタの加工経路上の加工点に対して一定の距
   離だけ先行した検出点の位置を前記位置検出装置に固定
   された座標系での検出点検出時刻における値として検出
   する位置検出装置と、前記位置検出装置によって検出さ
   れた前記検出点の位置データを受信して、その位置デー
   タに基づいて前記エンドエフェクタの加工点を前記加工
   経路上に沿って移動させるようにロボットの位置及び姿
   勢を制御する位置制御装置とからなるロボット制御装置
   において、 前記位置制御装置は、 前記位置検出装置から受信した前記検出点の位置データ
   を前記検出点検出時刻における値として記憶する記憶手
   段と、 ロボットの各制御軸の現在角度を検出する現在角度検出
   手段と、 前記記憶手段に記憶されている前記位置データのうち、
   前記現在角度検出手段による角度検出時刻に最も近い２
   つの位置データを用いて、前記角度検出時刻に対して直
   線内挿することにより、前記角度検出時刻における前記
   検出点の位置データを演算する内挿手段と、 前記内挿手段により演算された前記角度検出時刻におけ
   る前記検出点の前記位置データを、前記現在角度検出手
   段により検出された各制御軸の現在角度を用いて、ワー
   ルド座標系での位置データに変換する変換手段と、 前記変換手段により変換された位置データに基づいて、
   前記加工点が前記加工経路に沿って移動するように前記
   ロボットの位置及び姿勢を制御する位置姿勢制御手段と
   を有することを特徴とするロボット制御装置。
3. 【請求項３】 前記位置検出装置は、レーザビームを加
   工経路に垂直な方向にスイープして工作物に照射し、工
   作物までの距離から前記検出点の位置を測定する距離セ
   ンサであり、前記内挿手段は前記検出点検出時刻をその
   スイープ期間の中央時点とし、現在角度検出手段により
   検出された角度データを前記スイープ期間の中央時点の
   角度データに変換する手段であることを特徴とする請求
   項１に記載のロボット制御装置。
4. 【請求項４】 前記位置検出装置は、レーザビームを加
   工経路に垂直な方向にスイープして工作物に照射し、工
   作物までの距離から前記検出点の位置を測定する距離セ
   ンサであり、前記内挿手段は前記検出点検出時刻をその
   スイープ期間の中央時点とし、前記位置検出装置により
   検出された検出点の位置データを前記現在角度検出手段
   による角度検出時刻における位置データに変換する手段
   であることを特徴とする請求項２に記載のロボット制御
   装置。