JPH11277471A - Non-synchronous cooperation control method for robot, and robot system - Google Patents

Non-synchronous cooperation control method for robot, and robot system

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Publication number
JPH11277471A
JPH11277471A JP8583398A JP8583398A JPH11277471A JP H11277471 A JPH11277471 A JP H11277471A JP 8583398 A JP8583398 A JP 8583398A JP 8583398 A JP8583398 A JP 8583398A JP H11277471 A JPH11277471 A JP H11277471A
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JP
Japan
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work
information
sensor
manipulator
posture
Prior art date
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Pending
Application number
JP8583398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Gunji
章弘 軍司
Toshihiro Kuroda
敏裕 黒田
Takashi Amano
隆司 天野
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPH11277471A publication Critical patent/JPH11277471A/en
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To execute a given work by a slave manipulator in a required work spot detected by a master manipulator without teaching the slave manipulator about a position, an attitude, and a work content regarding the whole of a work object. SOLUTION: A sensor arranged at a master manipulator scans a work along a given path. When the required work spot of the work is detected by the sensor, the position attitude information and work content information 1 of the necessary work spot are registered. Fundamental work information corresponding to registered work content information is selected from a plurality of pre-taught fundamental work information tables 2, data on the fundamental required work spot is converted at 3 based on the position attitude information of the required work spot, conversion work information is produced, and the work tool of the slave manipulator executes the conversion work information at 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マスタ・マニピュ
レータからの作業対象物に関する情報に基づいて、上記
作業対象物に対するスレーブ・マニピュレータ動作を決
定するロボットの非同期協調制御方法及びロボットシス
テムに関し、特に、マスタ・マニピュレータが作業対象
物の要作業箇所をセンサによって検出し、その要作業箇
所に対してスレーブ・マニピュレータが所定の作業を行
うようにしたロボットの非同期協調制御方法及びロボッ
トシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an asynchronous cooperative control method and a robot system for a robot which determines a slave manipulator operation with respect to a work object based on information on the work object from a master manipulator. The present invention relates to an asynchronous cooperative control method and a robot system for a robot in which a master manipulator detects a required work location of a work object by a sensor and a slave manipulator performs a predetermined work on the required work location.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、マニピュレータを用いてロボッ
トが作業対象物に対して作業を行う場合は、予めその全
ての作業内容の情報を順次詳細にロボットに教示してお
いて、教示どおりにロボットが作業を実行する。
2. Description of the Related Art Generally, when a robot performs a work on a work object using a manipulator, information of all the work contents is taught in advance to the robot in detail in advance, and the robot performs the work in accordance with the teaching. Perform work.

【0003】そして、ロボットが2種の作業を行うに
は、次のような方式が知られている。そのひとつは単腕
1台方式である。この単腕1台方式は、図6に示すよう
に、1台のロボットのひとつのマニピュレータ100の
先端部に2種の作業具、例えば、作業対象物の表面を探
査するセンサ111と作業対象物の表面を研磨する研磨
工具113を備え、それぞれの作業具111、113に
対して、作業内容の情報を順次詳細に教示する「全面作
業教示」を実行しておく。教示どおりにセンサが作業対
象物の表面を探査していって、要作業箇所を検出する
と、その探査作業を一旦中断して、例えば、センサを作
業位置から外し、代わりに、研磨工具を作業位置に移動
させるなどして、センサを研磨工具に切り換え、研磨工
具が、その位置における教示された研磨作業を行う。そ
の後、再びセンサに切り換えて、探査作業を続行する。
The following methods are known for a robot to perform two types of work. One of them is a single-arm system. As shown in FIG. 6, this single-arm one-arm system employs two types of work tools, for example, a sensor 111 for exploring the surface of a work object and a sensor 111 for detecting the surface of the work object. Is provided with a polishing tool 113 for polishing the surface of the tool, and "full work teaching" for sequentially teaching the details of the work contents to each of the working tools 111 and 113 is executed. When the sensor searches the surface of the work subject as taught and detects a required work location, the search operation is temporarily interrupted, for example, the sensor is removed from the work position, and instead, the polishing tool is moved to the work position. The sensor is switched to a polishing tool, for example, by moving the polishing tool, and the polishing tool performs the taught polishing operation at that position. After that, the sensor is switched to the sensor again and the search operation is continued.

【0004】他のひとつの方式は、単腕2台方式であ
る。この単腕2台方式は、図7に示すように、ひとつの
マニピュレータを持ったロボットを2台用いるもので、
2台のロボットのマニピュレータ200、300に対し
て、互いに干渉が起こらないように、それぞれの作業内
容の情報の「全面作業教示」を実行しておく。そして、
更に、一方のマニピュレータ200の作業結果を使っ
て、他方のマニピュレータ300が作業を行う場合は、
前者のロボットのコントローラ210から後者のロボッ
トのコントローラ310に作業結果情報を送り、後者の
マニピュレータ300は、その情報に応じて作業を進め
る。
[0004] Another system is a two-arm system. This single-arm two-arm system uses two robots having one manipulator as shown in FIG.
For the manipulators 200 and 300 of the two robots, "full work teaching" of the information of each work content is executed so as not to interfere with each other. And
Furthermore, when the other manipulator 300 performs a work using the work result of one manipulator 200,
The work result information is sent from the former robot controller 210 to the latter robot controller 310, and the latter manipulator 300 proceeds with the work according to the information.

【0005】例えば、前者のマニピュレータ200が作
業対象物の表面を探査するセンサ111を持ち、教示ど
おりに前者のマニピュレータが動いて、そのセンサ11
1が作業対象物(図示省略)の要作業箇所を検出したと
き、この検出情報を後者のロボットのコントローラ31
0に送り、検出情報に基づくコントローラ310の指示
によって、後者のマニピュレータ300の研磨工具11
3がその要作業箇所に対してその位置における教示され
た研磨等の作業を行い、センサ111が作業の必要箇所
を検出しない所に対しては、検出信号が送られて来ない
で、後者のマニピュレータ300は何も作業を行わない
ようになる。
For example, the former manipulator 200 has a sensor 111 for exploring the surface of the work object, and the former manipulator moves as instructed, and the sensor 11
1 detects a required work portion of a work object (not shown), the detected information is sent to the controller 31 of the latter robot.
0, and by the instruction of the controller 310 based on the detection information, the polishing tool 11 of the latter manipulator 300
3 performs the work such as the taught polishing at the position where the work is required, and the detection signal is not sent to the place where the sensor 111 does not detect the work required, and the latter is not used. The manipulator 300 does not perform any operation.

【0006】これらに共通する、両マニピュレータ20
0、300あるいは両作業具111、113に対する
「全面作業教示」をなくす方法として、特開平7−20
915号公報および特開平2−271402号公報に
は、図8に示すように、2台のロボットの一方のマスタ
・マニピュレータ400に教示点データを教示し、他方
のスレーブ・マニピュレータ500はマスタ・マニピュ
レータ400に対して指定された位置、姿勢を保って追
尾するようにコントローラ410によって同期制御する
ことにより、スレーブ・マニピュレータ500に対する
教示作業なしに、双腕協調動作を行なう双腕方式が開示
されている。
[0006] Both manipulators 20 are common to these.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-20 describes a method for eliminating the "full work teaching" for 0, 300 or both working tools 111, 113.
915 and JP-A-2-271402 teach teaching point data to one master manipulator 400 of two robots, and the other slave manipulator 500 uses a master manipulator as shown in FIG. There is disclosed a dual-arm system in which a dual-arm cooperative operation is performed without performing a teaching operation on a slave manipulator 500 by performing synchronous control by a controller 410 so as to track while maintaining a designated position and orientation with respect to the slave manipulator 500. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の単腕1台方式に
おいては、センサ111、研磨工具113等の両作業具
に対して、作業教示を行なっておくもので、研磨工具1
13に対しては、状況によって実際の作業を行なわない
位置についても、逐一作業を教示する、「全面作業教
示」を行なわなければならず、教示作業は膨大になり、
しかも、実際の作業実行時には、要作業箇所の位置のデ
ータと一致する教示された位置データがあるとは限らな
いから、近似データを選択してマニピュレータ100に
作業指示を出すまでの時間も無視できないものになる。
また、教示データに修正を加える場合は、膨大な教示作
業を繰り返さなければならない。更に、作業具切り換え
時間を必要とするから、実際の作業のサイクルタイムが
長くなるという欠点もある。
In the single-arm one-arm system described above, work teaching is performed for both working tools such as the sensor 111 and the polishing tool 113, and the polishing tool 1 is used.
For the position 13, even at a position where the actual work is not performed depending on the situation, the “full work teaching” must be performed to teach the work one by one, and the teaching work becomes enormous.
In addition, at the time of actual work execution, there is not always the taught position data that coincides with the data of the position of the required work location, so the time required to select the approximate data and issue a work instruction to the manipulator 100 cannot be ignored. Become something.
In addition, when modifying the teaching data, an enormous teaching operation must be repeated. Further, there is a drawback that the cycle time of the actual work becomes long because the work tool switching time is required.

【0008】また、単腕2台方式においても、2つのマ
ニピュレータ200、300に対して、単腕1台方式同
様、状況によって実際の作業を行なわない位置について
も、「全面作業教示」を行なわなければならず、教示作
業は膨大になり、要作業箇所の位置のデータに対応する
教示された位置データを選択してマニピュレータ300
に作業指示を出すまでの時間も無視できない。また、教
示作業は、両マニピュレータ200、300の相互干渉
を避けながらの教示作業となるので、多大な時間が必要
となる。
Further, in the two-arm system, the "full-surface operation teaching" must be performed on the two manipulators 200 and 300 at the position where the actual operation is not performed depending on the situation, as in the single-arm system. Therefore, the teaching work becomes enormous, and the manipulator 300 selects the taught position data corresponding to the data of the position of the required work location.
The time it takes to give a work order cannot be ignored. In addition, the teaching operation is a teaching operation while avoiding mutual interference between the two manipulators 200 and 300, and thus requires a large amount of time.

【0009】また、スレーブ・マニピュレータに対する
「全面作業教示」が不要の、双腕方式は、両マニピュレ
ータ400、500の位置、姿勢が常に教示どおりに保
たれるため、物品の把持、運搬には有効であるが、作業
対象物に対して両マニピュレータがそれぞれ別の作業
を、協調しながら同時に行なうことはできない。
Further, the dual-arm system, which does not require "full work instruction" to the slave manipulator, is effective for grasping and transporting articles because the positions and postures of both manipulators 400 and 500 are always maintained as instructed. However, the two manipulators cannot simultaneously perform different tasks on the work object in a coordinated manner.

【0010】本発明の目的は、上述の問題に鑑み、スレ
ーブ・マニピュレータに対して、作業対象物全面に関す
る「全面作業教示」を行なうことなく、マスタ・マニピ
ュレータからの検出情報に応じて、スレーブ・マニピュ
レータを非同期で協調制御するロボットの非同期協調制
御方法及びロボットシステムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a slave manipulator according to detection information from a master manipulator without performing "full work instruction" on the entire work object. An object of the present invention is to provide an asynchronous cooperative control method and a robot system of a robot that cooperatively control a manipulator asynchronously.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明によるロボットの非同期協調制御方法は、
マスタ・マニピュレータに備えたセンサが所定のパスに
沿って作業対象物を走査し、上記センサが作業対象物の
要作業箇所を検出した時、上記要作業箇所の位置・姿勢
情報および作業内容情報を登録し、予め教示された複数
の基本作業情報から上記作業内容情報に対応する基本作
業情報を選択して、この基本作業情報を上記要作業箇所
の位置・姿勢情報に基づいて変換して、変換作業情報を
生成し、上記センサとスレーブ・マニピュレータの作業
具との干渉の有無を検査し、上記干渉のない状態を維持
しながらスレーブ・マニピュレータを要作業箇所に移動
して、スレーブ・マニピュレータの作業具が上記変換作
業情報を実行するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an asynchronous cooperative control method for a robot according to the present invention is provided.
When the sensor provided on the master manipulator scans the work object along a predetermined path, and when the sensor detects a work required place of the work target, the position / posture information and work content information of the work required place are obtained. Register and select basic work information corresponding to the work content information from a plurality of basic work information taught in advance, and convert the basic work information based on the position / posture information of the required work location. Generates work information, checks for interference between the sensor and the work equipment of the slave manipulator, moves the slave manipulator to the required work area while maintaining the interference-free state, and performs work of the slave manipulator. The tool executes the conversion work information.

【0012】また、請求項1記載の発明において、セン
サが作業対象物の表面の凹凸を計測するセンサであり、
要作業箇所が作業対象物の表面欠陥補修肉盛り部であ
り、作業内容情報が肉盛り部の突出部を除去する研磨作
業の作業諸元であることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 1, the sensor is a sensor for measuring irregularities on the surface of the work object,
It is characterized in that the required work location is the surface defect repair overlay of the work object, and the work content information is the operation data of the polishing operation for removing the protrusion of the overlay.

【0013】更に、本発明のロボットシステムは、作業
対象物を探査するためのセンサを備えたマスタ・マニピ
ュレータと、上記作業対象物に作業を施すための作業具
を備えたスレーブ・マニピュレータと、上記作業の内容
を記録した基本作業情報テーブルと、上記センサが検出
した、作業対象物上の作業必要位置・姿勢情報および作
業内容情報を登録する要作業記憶手段とを具備し、上記
要作業記憶手段に登録された作業内容情報に対応する上
記基本作業情報テーブルの基本作業情報を選択し、要作
業記憶手段に登録された位置・姿勢情報を基に、選択し
た基本作業情報を変換して変換作業情報を生成し、この
変換作業情報による作業の実行をスレーブ・マニピュレ
ータに指示するようにしたことを特徴とする。
Further, the robot system of the present invention comprises a master manipulator having a sensor for searching for a work object, a slave manipulator having a work implement for performing work on the work object, A basic work information table that records the contents of the work, and work required storage means for registering the required work position / posture information and the work content information on the work object detected by the sensor; The basic work information corresponding to the work content information registered in the basic work information table is selected, and the selected basic work information is converted and converted based on the position / posture information registered in the required work storage means. Information is generated, and execution of a task based on the conversion task information is instructed to a slave manipulator.

【0014】また、請求項3記載のロボットシステムに
おいて、センサの位置・姿勢情報を逐次記録するセンサ
位置・姿勢記憶手段を更に具備して、センサ位置・姿勢
記憶手段のセンサ位置・姿勢情報と変換作業情報とが干
渉しないことを確かめて、変換作業情報による作業の実
行をスレーブ・マニピュレータに指示するようにしたこ
とを特徴とする。
The robot system according to claim 3, further comprising sensor position / posture storage means for sequentially recording position / posture information of the sensor, and converting the sensor position / posture information into sensor position / posture information. It is characterized by confirming that there is no interference with the work information, and instructing the slave manipulator to execute the work based on the converted work information.

【0015】本発明によれば、マスタ・マニピュレータ
のみに探査パスを教示し、スレーブ・マニピュレータに
は、作業位置、姿勢に関係なく、作業対象に応じた長
さ、幅、高さ、作業速度等の作業情報を複数種教示して
おけば、マスタ・マニピュレータのセンサが検出する毎
に、その要作業箇所および必要な作業内容を基に、スレ
ーブ・マニピュレータの作業を自動生成し、これによっ
て、スレーブ・マニピュレータの作業が実行される。
According to the present invention, the search path is taught only to the master manipulator, and the slave manipulator is provided with a length, width, height, work speed, etc. according to the work object regardless of the work position and posture. If the master manipulator's sensor detects multiple types of work information, the slave manipulator's work is automatically generated based on the required work location and the required work content, whereby the slave -Manipulator work is performed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明をFRP(繊維強化
プラスチック)成形品の研磨補修作業に適用した一実施
形態を、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a polishing and repairing work of an FRP (fiber reinforced plastic) molded product will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明に係わるロボットの非同期
協調制御方法を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a method for asynchronous cooperative control of a robot according to the present invention.

【0018】図1において、1は、マスタ・マニピュレ
ータのセンサが検出する要作業箇所の作業対象情報、す
なわち、位置・姿勢情報および作業内容情報で、センサ
が所定のパスに沿って作業対象物、すなわち、FRP成
形品を走査している間に、欠陥をパテ付けされて盛り上
がった肉盛り部分に来ると、これを検出する。2は、ス
レーブ・マニピュレータの研磨用の作業具(研磨工具)
が行なう作業に関して、その作業位置、姿勢に関係な
く、複数種の作業対象に応じた研磨動作オシレート長、
研磨幅、研磨高さ(研磨動作オシレート回数に比例)、
研磨速度(研磨動作オシレート周期に比例)等の基本作
業情報1a、2a、‥‥、naをまとめた基本作業情報
テーブルで、この基本作業情報テーブル2がスレーブ・
マニピュレータに予め教示してある。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes work object information of a required work location detected by a sensor of the master manipulator, that is, position / posture information and work content information. In other words, if a defect is put on a raised portion while the FRP molded product is being scanned while being scanned, this is detected. 2 is a working tool (polishing tool) for polishing the slave manipulator
Regarding the work performed, regardless of the work position, posture, polishing operation oscillate length according to multiple types of work objects,
Polishing width, polishing height (proportional to the number of oscillations of polishing operation),
A basic operation information table in which basic operation information 1a, 2a,..., Na such as a polishing speed (proportional to a polishing operation oscillation period) are collected.
The manipulator is taught in advance.

【0019】要作業箇所の上記作業対象情報(位置・姿
勢情報および作業内容情報)1が登録されると、基本作
業情報テーブル2と照合され、基本作業情報テーブル2
の中から対応する基本作業情報xaを選択して、この基
本作業情報xaのデータを上記要作業箇所の位置・姿勢
情報に基づいて変換して、変換作業情報3を生成する。
すなわち、検出位置、姿勢に合わせて、選択された基本
作業情報xaの研磨動作オシレート長、研磨幅、研磨高
さ(研磨動作オシレート回数)、研磨速度(研磨動作オ
シレート周期)等の位置・姿勢情報が書き換えられて、
変換作業情報3が生成される。
When the work object information (position / posture information and work content information) 1 of the required work location is registered, it is collated with the basic work information table 2, and the basic work information table 2 is checked.
The corresponding basic work information xa is selected from among the above, and the data of the basic work information xa is converted based on the position / posture information of the required work location, thereby generating converted work information 3.
That is, position / posture information such as the polishing operation oscillating length, polishing width, polishing height (polishing operation oscillating frequency), polishing speed (polishing operation oscillating cycle), etc. of the selected basic operation information xa according to the detection position and posture. Is rewritten,
Conversion work information 3 is generated.

【0020】この変換作業情報3に基づいて、スレーブ
・マニピュレータが待機点から作業位置に移動し、研磨
工具が研磨作業4を行ない、パテ付けされた肉盛り部分
を砥粒研磨する。
Based on the conversion work information 3, the slave manipulator moves from the standby point to the work position, the polishing tool performs the polishing work 4, and grinds the putty-added portion with abrasive grains.

【0021】図2は、本発明に係わるロボットシステム
の一実施形態を示す模式的説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an embodiment of the robot system according to the present invention.

【0022】図2において、マスタ・マニピュレータM
とスレーブ・マニピュレータSとは、共通の制御装置1
0に接続されて制御される。マスタ・マニピュレータM
の先端部に取り付けられたセンサ11は、この実施の形
態では、株式会社キーエンス製のレーザセンサを用いて
おり、このレーザセンサ11は、作業対象物(FRP成
形品)12の表面の凹凸を計測するセンサである。
In FIG. 2, the master manipulator M
And the slave manipulator S share a common control device 1
0 and controlled. Master manipulator M
In this embodiment, a laser sensor manufactured by KEYENCE CORPORATION is used as the sensor 11 attached to the tip of the laser beam. This laser sensor 11 measures irregularities on the surface of the work object (FRP molded product) 12. Sensor.

【0023】上記マスタ・マニピュレータMには、セン
サ11が作業対象物12の表面を順次所定のパスに沿っ
て作業対象物12の表面を走査する動作を教示してお
く。
The operation of the master manipulator M in which the sensor 11 scans the surface of the work 12 sequentially along the predetermined path is taught.

【0024】上記スレーブ・マニピュレータSの先端部
には研磨用の作業具(サンダ等の砥粒噴射により研磨す
る研磨工具)13が取り付けられていて、作業具(研磨
工具)13が作動すると、砥粒加工によって作業対象物
12の表面を研磨するようになっている。この実施の形
態では、作業対象物(FRP成形品)12の表面欠陥補
修肉盛り部14の突出部を削り取って除去し、平らなな
めらかな面にするために用いられている。
A working tool for polishing (a polishing tool for performing polishing by spraying abrasive grains such as a sander) 13 is attached to the tip of the slave manipulator S. When the working tool (polishing tool) 13 is operated, the grinding tool is operated. The surface of the work object 12 is polished by graining. In this embodiment, the projecting portion of the surface defect repair overlay 14 of the work object (FRP molded product) 12 is shaved off and removed to provide a flat and smooth surface.

【0025】上記制御装置10を中心としたロボットシ
ステムの制御系を図3に示す。
FIG. 3 shows a control system of the robot system centering on the control device 10.

【0026】制御装置10には、上記センサ11と教示
装置15とから、それぞれの情報が入力され、これらの
情報を基に、マスタ・マニピュレータM、スレーブ・マ
ニピュレータSおよび上記作業具13にそれぞれ動作指
示情報が伝えられる。
The controller 10 receives respective information from the sensor 11 and the teaching device 15 and operates the master manipulator M, the slave manipulator S, and the work implement 13 based on the information. Instruction information is transmitted.

【0027】上記教示装置15は、センサ11が所定の
パスに沿って作業対象物12を走査するようマスタ・マ
ニピュレータMのために、その動作を予め教示し、ま
た、スレーブ・マニピュレータSのために、作業具13
の作業内容、すなわち、作業具13の作業位置、姿勢に
関係なく、複数種の作業対象に応じた研磨動作オシレー
ト長、研磨幅、研磨高さ(研磨動作オシレート回数)、
研磨速度(研磨動作オシレート周期)等の基本作業情報
1a、2a、‥‥、na(図1参照)をまとめた基本作
業情報テーブル2を予め教示するものである。
The teaching device 15 teaches the operation of the master manipulator M in advance so that the sensor 11 scans the work object 12 along a predetermined path, and also teaches the operation of the slave manipulator S. , Work implement 13
, The polishing operation oscillate length, the polishing width, the polishing height (the number of polishing operation oscillates) corresponding to a plurality of types of work objects, regardless of the operation position and posture of the work implement 13;
The basic work information table 2 in which basic work information 1a, 2a,..., Na (see FIG. 1) such as a polishing rate (polishing operation oscillating cycle) and the like are taught in advance.

【0028】マスタ・マニピュレータMおよびスレーブ
・マニピュレータSには、マニピュレータの各関節MH
1、MH2、MH3、MH4、SH1、SH2、SH
3、SH4と垂直軸MA、SA(図2参照)を旋回させ
る各軸毎に備えた複数のサーボモータM16およびS1
6と、これらの複数のサーボモータM16およびS16
を駆動するためのサーボアンプM17およびS17と、
これらのサーボアンプM17およびS17に、制御装置
10からの指示に応じて制御信号を与えるサーボコント
ローラM18およびS18を有する。
Each of the master manipulator M and the slave manipulator S has a joint MH of the manipulator.
1, MH2, MH3, MH4, SH1, SH2, SH
3, a plurality of servomotors M16 and S1 provided for each axis for rotating SH4 and vertical axes MA and SA (see FIG. 2)
6 and the plurality of servomotors M16 and S16
Servo amplifiers M17 and S17 for driving
These servo amplifiers M17 and S17 have servo controllers M18 and S18 that supply control signals in accordance with instructions from the control device 10.

【0029】以下、上述のロボットシステムにおいて、
ロボットの両マニピュレータを非同期協調制御する方法
を、図4のフローチャートに従って詳細に説明する。
Hereinafter, in the above-mentioned robot system,
A method of performing asynchronous cooperative control of both manipulators of the robot will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0030】先ず、図3に示す制御装置10からの指令
により、マスタ・マニピュレータMは作業対象物12の
探索・走査を開始する(ステップMS1)。図3に示す
サーボコントローラM18の制御により、各軸のサーボ
モータM16が作動して、マスタ・マニピュレータM
は、そのセンサ11を作業対象物12の上方まで移動
し、予め教示されたパスに沿って作業対象物12上を移
動する(ステップMS2)。センサ11が表面欠陥補修
肉盛り部(要作業箇所)14を検出する(ステップMS
3、Yes)と、その要作業箇所14の作業対象情報
(位置・姿勢情報および作業内容情報)1を登録するよ
う指示を出す(ステップMS4)。その後、走査終了か
否かをチェックし(ステップMS5)、また、ステップ
MS3で要作業箇所14を検出しない場合(No)は、
直接ステップMS5に移って、走査終了の場合(Ye
s)は、この作業対象物12に対する探索・走査を終了
する。走査終了でない場合(No)は、ステップMS2
に戻って、移動を続ける。
First, in response to a command from the control device 10 shown in FIG. 3, the master manipulator M starts searching / scanning the work object 12 (step MS1). Under the control of the servo controller M18 shown in FIG. 3, the servomotors M16 of the respective axes operate, and the master manipulator M
Moves the sensor 11 above the work object 12, and moves on the work object 12 along a path taught in advance (step MS2). The sensor 11 detects the surface defect repairing overlay portion (required work location) 14 (step MS).
(3, Yes), and issues an instruction to register the work target information (position / posture information and work content information) 1 of the required work location 14 (step MS4). Thereafter, it is checked whether or not the scanning is completed (step MS5). If the required work location 14 is not detected in step MS3 (No),
The process proceeds directly to step MS5 where scanning is completed (Ye
In s), the search / scan for the work object 12 ends. If the scanning is not completed (No), step MS2
Return to and continue moving.

【0031】なお、上記作業内容情報とは、この実施の
形態では、研磨動作オシレート長(センサ走査方向の長
さ)研磨すべき高さ(厚み)の諸元である。
In this embodiment, the work content information is a specification of a polishing operation oscillating length (a length in a sensor scanning direction) and a height (thickness) to be polished.

【0032】一方、スレーブ・マニピュレータSは、次
ぎのように動作する。
On the other hand, the slave manipulator S operates as follows.

【0033】ステップSS1において、上記の要作業箇
所の作業対象情報1の登録指示を待って待機している。
上記ステップMS4が実行されると、これをトリガーと
して、ステップSS1はYesとなって、ステップSS
2に移り、センサ11によって得られた要作業箇所の作
業対象情報1を制御装置10の要作業記憶手段(図示省
略)に登録して、この作業対象情報1から、作業具(研
磨工具)13が行なうべき作業の諸元に変換する。すな
わち、位置・姿勢情報を基に、作業具13の位置、姿勢
を変換し、作業内容情報の中の研磨すべき長さ(肉盛り
部の長さ)から研磨動作オシレート長を換算し、また、
作業内容情報の中の研磨すべき高さから研磨動作オシレ
ート回数を換算し、それぞれ基本作業情報テーブル2の
中から対応する基本作業情報xaを選択して、この基本
作業情報xaのデータを、要作業箇所の位置・姿勢情報
に変換して、変換作業情報3を生成する。
In step SS1, the process waits for an instruction to register the work target information 1 of the above-mentioned work requiring location.
When the above-described step MS4 is executed, with this as a trigger, step SS1 becomes Yes and step SS1 is executed.
2, the work target information 1 of the work required place obtained by the sensor 11 is registered in the work required storage means (not shown) of the control device 10, and the work implement (polishing tool) 13 is obtained from the work target information 1. Is converted into specifications of the work to be performed. That is, based on the position / posture information, the position and posture of the work implement 13 are converted, and the polishing operation oscillate length is converted from the length to be polished (the length of the overlay) in the work content information. ,
The number of times of the polishing operation is converted from the height to be polished in the work content information, the corresponding basic work information xa is selected from the basic work information table 2, and the data of the basic work information xa is required. The work information is converted into position / posture information of the work place, and converted work information 3 is generated.

【0034】ステップSS2を終了すると、スレーブ・
マニピュレータSは、サーボコントローラS18の制御
により、各軸のサーボモータS16が作動して、その待
機位置から要作業箇所に向けて移動を開始する(ステッ
プSS3)。この時、マスタ・マニピュレータMは、ス
テップMS2で移動を継続しているから、スレーブ・マ
ニピュレータSは、この移動中のマスタ・マニピュレー
タMと干渉しないようにしなければならない。そこで、
図5に示すように、センサ11を中心にその位置、姿勢
に応じた仮想干渉キューブ19を設定し、このデータを
制御装置10内のセンサ位置・姿勢記憶手段(図示省
略)に逐次記録し、スレーブ・マニピュレータSがこの
仮想干渉キューブ19内に入らないように制御装置10
内で演算して検査しており、仮想干渉キューブ19内に
入るとされている間は、ステップSS4において、「干
渉あり」となって事前にスレーブ・マニピュレータSは
停止する。「干渉なし」となると、再びサーボコントロ
ーラS18の制御により各軸のサーボモータS16が作
動して、スレーブ・マニピュレータSは移動し(ステッ
プSS5)、要作業箇所に到達する(ステップSS6、
Yes)と、次のステップSS7において、上記変換作
業情報3に従って、スレーブ・マニピュレータSは、所
定の位置、姿勢で、所定の長さの研磨動作オシレート
を、所定の研磨速度で行ない、同時に、作業具(研磨工
具)13には、制御装置10から砥粒噴射の指示が送ら
れ、肉盛り部14を除去する研磨作業4が行われて、上
記変換作業情報3の実行を終える。ステップSS6で要
作業箇所に達していない(No)場合は、ステップSS
4に戻る。
When step SS2 is completed, the slave
Under the control of the servo controller S18, the manipulator S operates the servomotors S16 of the respective axes and starts moving from the standby position to the required work location (step SS3). At this time, since the master manipulator M continues to move at step MS2, the slave manipulator S must not interfere with the moving master manipulator M. Therefore,
As shown in FIG. 5, a virtual interference cube 19 corresponding to the position and posture of the sensor 11 is set around the sensor 11, and this data is sequentially recorded in a sensor position / posture storage means (not shown) in the control device 10, The control device 10 prevents the slave manipulator S from entering the virtual interference cube 19.
In the step SS4, the slave manipulator S is stopped in advance as "interference exists" while it is determined to enter the virtual interference cube 19. When "interference does not occur", the servomotors S16 of the respective axes are operated again under the control of the servo controller S18, and the slave manipulator S moves (step SS5), and reaches the required work location (step SS6,
Yes), and in the next step SS7, the slave manipulator S performs a polishing operation oscillate of a predetermined length at a predetermined position and a predetermined length at a predetermined polishing speed according to the conversion operation information 3, and at the same time, The tool (polishing tool) 13 is instructed by the control device 10 to inject abrasive grains, the polishing operation 4 for removing the overlay 14 is performed, and the execution of the conversion operation information 3 is completed. If the required work location has not been reached in step SS6 (No), step SS
Return to 4.

【0035】上述の実施の形態では、1台のスレーブ・
マニピュレータSを使って、FRP成形品を研磨工具に
より研磨補修する例で説明したが、本発明は、複数台の
スレーブ・マニピュレータを使って、複数種類の作業を
行なうものにも適用できる。また、研磨加工にも限定さ
れず、他の加工や、加工以外の作業にも適用できる。セ
ンサ11も、作業内容に応じて、光学的センサ以外の、
例えば、触覚センサ、温度センサのようなものでも使用
できる。
In the above embodiment, one slave
Although an example has been described in which the FRP molded product is polished and repaired with a polishing tool using the manipulator S, the present invention can also be applied to a device in which a plurality of types of operations are performed using a plurality of slave manipulators. Further, the present invention is not limited to polishing, but can be applied to other processing and operations other than processing. The sensor 11 is also different from the optical sensor according to the work content.
For example, a sensor such as a tactile sensor or a temperature sensor can be used.

【0036】作業内容情報としては、作業対象の長さ、
幅、高さの他、作業内容に応じて、種々の諸元を対象と
することができる。
The work content information includes the length of the work object,
In addition to the width and height, various specifications can be targeted according to the work content.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明のロボットの非同期協調制御方法によれば、マスタ・
マニピュレータに備えたセンサが所定のパスに沿って作
業対象物を走査し、上記センサが作業対象物の要作業箇
所を検出した時、上記要作業箇所の位置・姿勢情報およ
び作業内容情報に対応する基本作業情報を選択して、こ
の基本作業情報のデータを上記要作業箇所の位置・姿勢
情報に基づいて変換して、変換作業情報を生成し、スレ
ーブ・マニピュレータの作業具が上記変換作業情報を実
行するようにしたから、スレーブ・マニピュレータに作
業対象物全面に関する位置、姿勢、作業内容を逐一教示
する必要がなく、マスタ・マニピュレータが検出する要
作業箇所に対してスレーブ・マニピュレータが所定の作
業を自動的に実行できて、教示工数を大幅に減少でき、
ロボットシステムの準備作業、教示修正作業が容易とな
り、ロボットシステムそのものの作業も、センサの探索
作業と他の作業具の作業が並行処理される等、無駄時間
が少なく、作業時間が非常に短縮される。
As can be understood from the above description, according to the method for asynchronously cooperative control of a robot of the present invention,
A sensor provided in the manipulator scans the work object along a predetermined path, and when the sensor detects a required work location of the work target, the sensor corresponds to the position / posture information and work content information of the required work location. The basic work information is selected, and the data of the basic work information is converted based on the position / posture information of the required work location to generate conversion work information, and the work implement of the slave manipulator converts the conversion work information Since it is executed, there is no need to teach the slave manipulator the position, attitude, and work content of the entire work object one by one, and the slave manipulator performs the predetermined work for the required work location detected by the master manipulator. Can be executed automatically, teaching man-hour can be greatly reduced,
Preparatory work and teaching correction work of the robot system become easy, and the work of the robot system itself is also done in parallel with the work of searching for sensors and the work of other work tools. You.

【0038】また、本発明のロボットシステムは、上記
発明方法を適用するのに最適であり、また、上記センサ
の位置・姿勢情報を逐次記録するセンサ位置・姿勢記憶
手段を具備して、上記センサ位置・姿勢記憶手段のセン
サ位置・姿勢情報と上記変換作業情報とが干渉しないこ
とを確かめて、変換作業情報による作業の実行をスレー
ブ・マニピュレータに指示するようにすれば、一層自動
運転がスムーズになる。
Further, the robot system of the present invention is most suitable for applying the method of the present invention, and further comprises a sensor position / posture storage means for sequentially recording position / posture information of the sensor. If the sensor position / posture information of the position / posture storage means does not interfere with the conversion work information, and the execution of the work based on the conversion work information is instructed to the slave manipulator, the automatic operation can be performed more smoothly. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るロボットの非同期協調制御方法を
示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a method for asynchronous cooperative control of a robot according to the present invention.

【図2】本発明に係るロボットシステムの一実施形態を
示す模式的説明図。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing one embodiment of a robot system according to the present invention.

【図3】図2のロボットシステムの制御系を示すブロッ
ク図。
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the robot system shown in FIG. 2;

【図4】図1のロボットの非同期協調制御方法の一実施
形態を示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of an asynchronous cooperative control method for the robot in FIG. 1;

【図5】マスタ・マニピュレータとスレーブ・マニピュ
レータとの干渉防止法を説明する仮想干渉キューブを示
す模式的説明図。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a virtual interference cube for explaining a method for preventing interference between a master manipulator and a slave manipulator.

【図6】従来の単腕1台方式のロボットシステムを示す
模式的説明図。
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram showing a conventional single-arm robot system.

【図7】従来の単腕2台方式のロボットシステムを示す
模式的説明図。
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing a conventional single-arm two-arm robot system.

【図8】従来の双腕方式のロボットシステムを示す模式
的説明図。
FIG. 8 is a schematic explanatory view showing a conventional dual-arm robot system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M マスタ・マニピュレータ S スレーブ・マニピュレータ 1 作業対象情報(位置・姿勢情報および作業内容情
報) 2 基本作業情報テーブル 3 変換作業情報 10 制御装置 11 センサ 12 作業対象物 13 作業具(研磨工具) 14 表面欠陥補修肉盛り部 15 教示装置 19 仮想干渉キューブ
M Master manipulator S Slave manipulator 1 Work target information (position / posture information and work content information) 2 Basic work information table 3 Conversion work information 10 Control device 11 Sensor 12 Work target 13 Work tool (polishing tool) 14 Surface defect Repair overlay 15 Teaching device 19 Virtual interference cube

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスタ・マニピュレータに備えたセンサ
が所定のパスに沿って作業対象物を走査し、 上記センサが作業対象物の要作業箇所を検出した時、上
記要作業箇所の位置・姿勢情報および作業内容情報を登
録し、 予め教示された複数の基本作業情報から上記作業内容情
報に対応する基本作業情報を選択して、この基本作業情
報を上記要作業箇所の位置・姿勢情報に基づいて変換し
て、変換作業情報を生成し、 上記センサとスレーブ・マニピュレータの作業具との干
渉の有無を検査し、 上記干渉のない状態を維持しながらスレーブ・マニピュ
レータを要作業箇所に移動して、 スレーブ・マニピュレータの作業具が上記変換作業情報
を実行するようにしたことを特徴とするロボットの非同
期協調制御方法。
1. A sensor provided on a master manipulator scans a work target along a predetermined path, and when the sensor detects a work required place of the work target, position / posture information of the work required place is obtained. And registering the work content information, selecting basic work information corresponding to the work content information from a plurality of pieces of basic work information taught in advance, and using the basic work information based on the position / posture information of the required work location. Convert, generate the conversion work information, inspect the presence of interference between the sensor and the work implement of the slave manipulator, move the slave manipulator to the required work place while maintaining the state of no interference, An asynchronous cooperative control method for a robot, wherein a work implement of a slave manipulator executes the conversion work information.
【請求項2】 センサが作業対象物の表面の凹凸を計測
するセンサであり、要作業箇所が作業対象物の表面欠陥
補修肉盛り部であり、作業内容情報が肉盛り部の突出部
を除去する研磨作業の作業諸元であることを特徴とする
請求項1に記載のロボットの非同期協調制御方法。
2. A sensor for measuring irregularities on the surface of a work object, wherein a required work portion is a surface defect repair portion of the work object, and the work content information removes a projection of the build portion. 2. The asynchronous cooperative control method for a robot according to claim 1, wherein the operation data is polishing operation data.
【請求項3】 作業対象物を探査するためのセンサを備
えたマスタ・マニピュレータと、 上記作業対象物に作業を施すための作業具を備えたスレ
ーブ・マニピュレータと、 上記作業の内容を記録した基本作業情報テーブルと、 上記センサが検出した、作業対象物上の要作業箇所の位
置・姿勢情報および作業内容情報を登録する要作業記憶
手段とを具備し、 上記要作業記憶手段に登録された作業内容情報に対応す
る上記基本作業情報テーブルの基本作業情報を選択し、
要作業記憶手段に登録された位置・姿勢情報を基に、選
択した基本作業情報を変換して変換作業情報を生成し、
この変換作業情報による作業の実行をスレーブ・マニピ
ュレータに指示するようにしたことを特徴とするロボッ
トシステム。
3. A master manipulator having a sensor for exploring a work object, a slave manipulator having a work implement for performing a work on the work object, and a basic recording the contents of the work. A work information table; and work required storage means for registering position / posture information and work content information of the required work location on the work object detected by the sensor, and the work registered in the required work storage means. Select the basic work information of the above basic work information table corresponding to the content information,
Based on the position / posture information registered in the work required storage means, the selected basic work information is converted to generate converted work information,
A robot system characterized by instructing a slave manipulator to execute a task based on the conversion task information.
【請求項4】 センサの位置・姿勢情報を逐次記録する
センサ位置・姿勢記憶手段を更に具備して、センサ位置
・姿勢記憶手段のセンサ位置・姿勢情報と上記変換作業
情報とが干渉しないことを確かめて、変換作業情報によ
る作業の実行をスレーブ・マニピュレータに指示するよ
うにしたことを特徴とする請求項3に記載のロボットシ
ステム。
4. A sensor position / posture storage means for sequentially recording position / posture information of a sensor to prevent the sensor position / posture information of the sensor position / posture storage means from interfering with the conversion work information. 4. The robot system according to claim 3, wherein the robot manipulator is instructed to execute the operation based on the conversion operation information to the slave manipulator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014075050A (en) * 2012-10-04 2014-04-24 Kawasaki Heavy Ind Ltd Machining system and machining method therefor
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