JPH09319423A - ロボットの動作指令作成方法 - Google Patents
ロボットの動作指令作成方法Info
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Abstract
固有振動を抑制する。 【解決手段】 (a)のように、時刻t0から時刻t1
までの加速領域と時刻t2から時刻t3までの減速領域
との間に、強制的に等速領域を設ける。(b)に示すよ
うに、等速領域では加速度および減速度が発生しないの
で、ロボットには外力が作用せず、固有振動の周期に近
い周期で繰返し動作を行っても固有振動の発生を抑制す
ることができる。
Description
作計画に基づいて産業用ロボットを動作させる際に、固
有振動の影響を避けることができるロボットの動作指令
作成方法に関する。
る場合、繰返し周期がロボット固有振動数に近付くと、
アームなどが振動しやすくなり、高精度の制御が困難と
なる。たとえば、スポット溶接用のロボットで、短い間
隔で複数箇所のスポット溶接を行う場合、1つのパスに
ついての動作計画は図5(a)に示すようになる。すな
わち、taの時間までの加速域と、tdの時間までの減
速域との繰返しとなり、速度vが最大速度となる。この
動作計画では、加速域ではαの一定の加速度の動作とな
り、減速域では−dの一定の減速度での減速動作とな
る。このような一定の加速度αおよび減速度−dの変化
は、それぞれ図5(b)のように表される。
度は、ロボットに対して外力が作用している状態と等価
となる。加速および減速による外力の繰返し周期が数H
z程度となると、ロボットの固有振動数に近付く。繰返
し周期がロボットの固有振動数に近付くと、ロボットの
動作の制御が困難となり、振動が発生しやすくなる。
制する先行技術は、たとえば特開平6−114762な
どに開示されている。この先行技術では、ロボットアー
ムの固有振動周期を測定し、加速時間または減速時間の
いずれかが固有振動周期の整数倍となるように動作指令
を行い、動作終了時の残留振動を抑制する。
2に開示されているような方法で固有振動の発生を抑制
しようとすると、まず固有振動数を正確に計測する必要
がある。しかしながら、たとえば多関節型ロボットで
は、ロボットの位置や姿勢によって固有振動数が変化す
るので、変化に対応して固有振動数を計測し、その整数
倍の周期で加速および減速をそれぞれ行わせるための複
雑な処理が必要となる。
影響を低減することができるロボットの動作指令作成方
法を提供することである。
予め定める距離より短い距離で移動させながら繰返し動
作を行わせる際の各繰返し周期毎に、動作開始時の加速
域と動作終了時の減速域との間に等速域を付加すること
を特徴とするロボットの動作指令作成方法である。本発
明に従えば、繰返し動作の各周期毎に、加速域と減速域
との間に等速域を付加する。加速域と減速域とでは加速
度に相当する外力が作用する状態と等価になるけれど
も、中間に等速域が付加されるので、一旦、加速域で作
用する等価的な外力は遮断され、再び減速域で等価的な
外力として作用する。加速域および減速域の時間は、等
速域を設けることによって短縮され、等価的な外力が作
用する時間も短縮される。ロボットの固有振動数に近い
繰返し周期で動作する場合であっても、加速域および減
速域で等価的な外力を作用させる時間が短縮されるの
で、容易に固有振動の低減を図ることができる。
に、周期的な加速と減速との繰返しが含まれるとき、各
繰返し周期の加速と減速との時間を短縮し、中間に等速
動作を付加することを特徴とするロボットの動作指令作
成方法である。本発明に従えば、一旦作成するロボット
の動作計画中に周期的な加速と減速との繰返しが含まれ
ているときに、加速と減速との間に等速動作を付加して
加速と減速とに要する時間を短縮するので、動作計画を
修正して固有振動の影響を低減させることができる。
として、スポット溶接を行うことを特徴とする。また本
発明で繰返し動作としてロボットはスポット溶接を行う
ので、短いピッチで繰返されることが多いスポット溶接
を、固有振動の影響を低減して高精度かつ迅速に行うこ
とができる。
よって作成される動作計画に従う1つのパスについての
動作計画を示す。図1(a)では速度変化を示し、図1
(b)では(a)に対応する加速度の変化を示す。基準
の時間t0から動作を開始し、時間t1までは一定の加
速度αによる加速領域で、速度が0からVまで変化す
る。時間t1からt2までは、等速領域であり、等速度
Vで加速度は0である。時間t2から時間t3までは減
速領域であり、減速度−dが一定で速度がVから0まで
変化する。
の駆動源のトルクや、ロボットの各軸のイナーシヤなど
から定まる最大の加速度および減速度である。ロボット
の動作の移動距離が充分に長ければ、最大の加速度で加
速し、一定の速度に達したら加速を停止し、等速動作に
移行する。しかしながら、短いピッチで距離が充分とれ
ないときには、図5に示したように等速域のない加速域
および減速域のみの動作となる。本実施形態では、図1
(a)の時間t1〜t2に示すように、強制的に等速領
域を付加し、加速度および減速度の作用する時間を短縮
して固有振動の影響を低減させることができる。
ロボット1の概略的な構成を示す。ロボット1はスポッ
ト溶接用の産業用ロボットであり、床2に固定される基
台3を有する。ロボット1は、たとえば6軸J1,J
2,J3,J4,J5,J6まわりに変位可能な多関節
型である。基台3に対して、床2の表面に垂直な第1軸
J1まわりに旋回可能な回転台4が設けられる。回転台
4に対して、床2の表面に平行な第2軸J2まわりに前
後に角変位可能な下部アーム5の下端が連結される。下
部アーム5の上端には、第2軸J2と平行な第3軸J3
が設けられ、第3軸J3まわりに上下に角変位可能な上
部アーム6の基端が連結される。上部アーム6の先端に
は、第4軸J4および第5軸J5まわりに角変位可能な
手首7が連結される。第4軸J4は上部アーム6の軸線
方向であり、第5軸J5は第4軸J4に垂直である。手
首7には、第6軸J6を介してスポット溶接用ガン8が
装着される。第6軸J6は、第5軸J5に垂直である。
が設けられ、被溶接物10を床2の表面から一定の高さ
で支持する。ワークである被溶接物10は、スポット溶
接用ガン8によってスポット溶接される。スポット溶接
の場所は、予め教示され、ロボット1は被溶接物10に
対して連続して複数箇所のスポット溶接を行う。スポッ
ト溶接の制御は、溶接制御装置11によって行われる。
ロボット1の動作とスポット溶接との全体の制御は、コ
ンピュータを含む処理装置12によって行われる。
な電気的構成を示す。図2の全体の構成で示した部分と
対応する部分には同一の参照符を付し、重複した説明は
省略する。処理装置12には、被溶接物10における溶
接箇所や各溶接箇所における溶接条件などのデータが記
憶されるメモリ15も接続される。図2のロボット1の
動作は、メモリ15のデータに従って、ロボット1の各
軸J1〜J6に対する駆動手段16への動作指令とし
て、処理回路12から与えられる。
指令作成の方法を示す。ステップa1から動作計画を開
始し、ステップa2では図2のロボット1に対して被溶
接物10上の予め教示されている溶接箇所の位置データ
をメモリ15から読み出す。ステップa3では、メモリ
15から読み出した溶接箇所を、順次移動するための動
作計画が1パス分ずつ作成される。ステップa2の位置
データの読み出しからステップa3の動作計画までの処
理は、現行の産業用ロボットで行われている処理と基本
的には同等である。
タが予め定められた距離より短いピッチか否かを判断す
る。短いピッチでの繰返しがあると判断されるときに
は、ステップa5で図1(a)に示すような等速領域の
付加を行う。ステップa5の等速領域の付加がなされた
後、あるいはステップa4で短いピッチでないと判断さ
れるときは、ステップa6で図3の処理装置12からロ
ボットの各軸の駆動手段16への動作指令が発行され、
ステップa7で1パスの動作指令作成を終了する。
ての基本的な考え方について、以下説明する。一般に、
移動距離をL、加速度をα、加速時間をTa、等速度を
V、等速時間をTs、減速度をdおよび減速時間をTdと
すると、次の第1式が成立する。なお、「*」は乗算、
「/」は除算をそれぞれ示す。
およびdを消去すると、次の第3式および第4式が得ら
れる。
1、Ts=Ts1、Td=Td1、L=L1とすると、次の第5
式が得られる。
られる。
とすると、次の第8式が得られる。
る。
る。
のようにV2が算出される。
し、V2は正であるので、±のうち+の符号のみが意味
を有する。
メータBを定義する。
れる。
時間Ts1が充分に長いので、等速領域を強制的に付加す
る必要はなく、当初の動作計画に従って動作指令を行
う。
を行うロボット1の繰返し動作について固有振動の抑制
を行っているけれども、他の適用の繰返し動作に対して
も同様に固有振動の抑制を行うことができる。
減速域との間に等速域を付加して加速度が作用する時間
と減速度が作用する時間との間に外力が作用しない時間
が付加されるので、固有振動の発生を抑制することがで
きる。
成された後、加速と減速とを周期的に繰返す動作に対し
て、加速時間および減速時間を短縮し、中間に等速動作
を付加するので、加速度および減速度に対応する外力が
連続しては作用せず、等速動作の時間だけ間隔をあけて
作用するので、固有振動に近い周期で動作させても、固
有振動の発生を抑制することができる。
ロボットが、複数の溶接箇所を迅速かつ高精度に溶接す
ることができる。
返しの際の1つのパスについての動作指令を示すタイム
チャートである。
示す模式的な側面図である。
構成を示すブロック図である。
トである。
パスについての動作計画を示すタイムチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 ロボットを、予め定める距離より短い距
離で移動させながら繰返し動作を行わせる際の各繰返し
周期毎に、動作開始時の加速域と動作終了時の減速域と
の間に等速域を付加することを特徴とするロボットの動
作指令作成方法。 - 【請求項2】 ロボットの動作計画中に、周期的な加速
と減速との繰返しが含まれるとき、各繰返し周期の加速
と減速との時間を短縮し、中間に等速動作を付加するこ
とを特徴とするロボットの動作指令作成方法。 - 【請求項3】 前記ロボットは、繰返し動作として、ス
ポット溶接を行うことを特徴とする請求項1または2記
載のロボットの動作指令作成方法。
Priority Applications (2)
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Family Applications (1)
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