JPH1199488A - Motion control method of grinding tool on robot, and data origination method for motion control - Google Patents

Motion control method of grinding tool on robot, and data origination method for motion control

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JPH1199488A
JPH1199488A JP26186197A JP26186197A JPH1199488A JP H1199488 A JPH1199488 A JP H1199488A JP 26186197 A JP26186197 A JP 26186197A JP 26186197 A JP26186197 A JP 26186197A JP H1199488 A JPH1199488 A JP H1199488A
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JP
Japan
Prior art keywords
control
grinding tool
trajectory data
grinding
data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26186197A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Nakane
俊彦 中根
Yasunobu Nishihara
泰宣 西原
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Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion control method of a grinding tool and a data origination method for motion control on a robot to eliminate mechanical impact etc., generated in accordance with a speed change during positional movement of the grinding tool by copying control motion. SOLUTION: A track data 102 for positional movement control and a track data 103 for attitude maintenance control are separately and independently provided, and motion of a grinding tool is controlled by using each of these track data 102, 103 under a motion control method of a robot to carry out positional movement control of the grinding tool by the track data 102 set by copying a shape of a molded surface of a work and attitude maintenance control of a head end part for grinding of the grinding tool.

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、ロボットにおける
研削工具の動作制御方法および動作制御用データの作成
方法に関する。詳しくは、研削工具を用いて、例えば、
バリ取り、グラインダ掛け、研磨等の研削成形作業のた
めに被成形面に対応して倣い制御動作されるロボットに
おいて、被成形面に対する研削工具の作業姿勢を移動動
作に拘りなく制御し得るようにした動作制御方法および
動作制御用データの作成方法の改良に関する。
The present invention relates to a method for controlling the operation of a grinding tool in a robot and a method for creating operation control data. Specifically, using a grinding tool, for example,
For robots that perform scanning control operations corresponding to the surface to be molded for grinding and forming operations such as deburring, grindering, polishing, etc., the work posture of the grinding tool with respect to the surface to be molded can be controlled regardless of the movement operation To an improved operation control method and a method of creating operation control data.

【0002】[0002]

【背景技術】一般に、この種の倣い制御動作されるロボ
ットでは、各種類の研削砥石類、切削バイト類等の研削
工具をロボット動作部に固定把持させた態様で用いる。
倣い制御のための軌道データによる研削工具の動作形態
としては、作業対象物であるワークの被成形面形状に倣
った工具の位置移動、一層具体的には工具の直接研削を
行う先端部(研削用先端部)の位置移動のためのサーボ
制御(位置移動用サーボモータの駆動制御)と、研削用
先端部の形状の特質、例えば、該当研削工具が研削砥石
であれば砥石面の形状等、切削バイトであれば刃先の形
状等の特質や、被成形面に対する位置移動中の工具の方
向および角度等の姿勢を特定する必要上、位置移動に伴
って刻々に生ずる適正な姿勢維持のためのサーボ制御
(姿勢維持用サーボモータの駆動制御)とがある。
2. Description of the Related Art In general, in a robot that performs this type of scanning control operation, a grinding tool such as a grinding wheel or a cutting tool of each type is used in a manner in which the robot operation unit is fixed and gripped.
The operation mode of the grinding tool based on the trajectory data for the profiling control includes moving the position of the tool in accordance with the shape of the surface to be formed of the work to be worked, and more specifically, the tip (grinding) for directly grinding the tool. Control (driving control of the position-moving servomotor) for the position movement of the cutting tip) and the characteristics of the shape of the tip for grinding, such as the shape of the grinding wheel surface if the corresponding grinding tool is a grinding wheel. If it is a cutting tool, it is necessary to specify the characteristics such as the shape of the cutting edge and the orientation such as the direction and angle of the tool during position movement with respect to the molding surface. Servo control (drive control of the attitude maintaining servomotor).

【0003】ところで、研削工具に対して動作制御を指
令する軌道データ、つまり、広義の倣い動作制御データ
については、通常の場合、被成形面に想定される成形作
業終了後の完成した成形形状に倣って工具を位置移動さ
せるための位置データと、移動に即応して常に工具、ひ
いては、工具の研削用先端部を被成形面に向けて適正な
方向および角度に姿勢維持させるための姿勢データとで
構成するが、従来の倣い制御動作においては、次に述べ
るように、前者の位置移動のための位置データを主体と
し、後者の姿勢維持のための姿勢データについては、基
本的に位置データによる移動動作に追従させることで設
定している。
[0003] By the way, trajectory data for instructing operation control to a grinding tool, that is, tracing operation control data in a broad sense, usually includes a completed molded shape assumed after a molding operation, which is assumed to be a molding surface. Position data for moving the tool following the movement, and posture data for always maintaining the posture of the tool in a proper direction and angle toward the surface to be formed, in accordance with the movement, always the tool, and eventually the grinding tip of the tool. However, in the conventional scanning control operation, as described below, the position data for the former position movement is mainly used, and the posture data for maintaining the posture of the latter is basically based on the position data. This is set by following the movement.

【0004】図3は、従来の研削工具の動作を規制する
倣い動作制御データの作成過程を示すフローチャートで
ある。
FIG. 3 is a flow chart showing a process of creating copying operation control data for regulating the operation of a conventional grinding tool.

【0005】図3を参照すると、従来の場合は、軌道デ
ータ生成部A’において、予め、研削工具の動作に適応
する位置移動と姿勢維持のための各目標値201をそれ
ぞれに算出しておき、これらの算出された各目標値のう
ちから、まず、位置移動の目標値201aを用いること
で位置データの作成、ひいては、位置移動の軌道データ
202を作成(ステップS−21)する。
Referring to FIG. 3, in the conventional case, in the trajectory data generating section A ', respective target values 201 for position movement and attitude maintenance adapted to the operation of the grinding tool are calculated in advance. From among the calculated target values, first, the position data is created by using the position movement target value 201a, and the trajectory data 202 of the position movement is created (step S-21).

【0006】引き続き、データ分配処理部B’では、作
成された位置移動の軌道データ202に基づいて位置移
動のサーボ指令値203を算出(ステップS−22)し
た後、これを位置サーボの制御指令204として処理
(ステップS−23)する。さらに、この位置移動のサ
ーボ指令値203に基づき、先の姿勢維持の目標値20
1bから姿勢データの作成、換言すると、姿勢維持のサ
ーボ指令値205を算出(ステップS−24)し、これ
を姿勢サーボの制御指令206として処理(ステップS
−25)する。
Subsequently, the data distribution processing section B 'calculates a servo command value 203 for the position movement based on the created trajectory data 202 for the position movement (step S-22), and then calculates the servo command value 203 for the position servo control command. The processing is performed as step 204 (step S-23). Further, based on the servo command value 203 of the position movement, the target value 20
1b, the posture data is calculated (in other words, the posture maintenance servo command value 205 is calculated (step S-24), and this is processed as the posture servo control command 206 (step S24).
−25).

【0007】つまり、従来の倣い動作制御データは、上
記のように、最初に、研削工具の位置移動を制御する位
置データ(位置移動を行う軌道データで位置サーボの制
御指令204に該当する)を独立的に作成した後、その
研削用先端部の姿勢維持を制御する姿勢データ(姿勢維
持を行う軌道データで姿勢サーボの制御指令206に該
当する)については、位置データによってもたらされる
位置移動の動作に全面的に追従させることを基本に作成
している。
That is, the conventional copying operation control data first includes, as described above, position data for controlling the position movement of the grinding tool (orbit data for performing the position movement and corresponding to the position servo control command 204). After independently prepared, the attitude data for controlling the maintenance of the attitude of the grinding tip (orbit data for maintaining the attitude and corresponding to the control command 206 of the attitude servo) is the movement of the position movement provided by the position data. It is created on the basis of following the entire area.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の研削工具に対する位置データ(204)と姿勢デー
タ(206)とを用いた倣い動作のサーボ制御において
は、当初に設定される位置データ(204)に基づいて
姿勢データ(206)を得ているために、被成形面に対
する位置移動中の工具の方向および角度等の姿勢維持に
関して、本来的には位置の移動に何らの拘りもなく常に
適正な値でサーボ制御されるべきであるのに、これれが
位置の移動経過にのみ支配されることになり、結果的に
は、研削工具の移動に伴う位置の変化に対して、工具自
体の姿勢の変化、特に、その研削用先端部の姿勢変化が
必ずしも的確には順応せず、姿勢維持のための独立した
動作制御をなし得ないという問題点がある。
However, in the servo control of the copying operation using the position data (204) and the posture data (206) for the above-mentioned conventional grinding tool, the position data (204) initially set. Since the attitude data (206) is obtained on the basis of the above, the attitude maintenance such as the direction and angle of the tool during the position movement with respect to the molding surface is always always appropriate regardless of the position movement. Although it should be servo-controlled by the value, this is only governed by the movement of the position, and consequently, the posture of the tool itself with respect to the change of the position accompanying the movement of the grinding tool. , In particular, the attitude change of the grinding tip does not always accurately adapt, and there is a problem that independent operation control for maintaining the attitude cannot be performed.

【0009】上記従来の倣い動作制御の問題点について
一層詳細に述べる。
The problem of the conventional copying operation control will be described in more detail.

【0010】図1は、ロボットにおける研削工具の倣い
制御動作の一般的かつ典型的な一例を模式的に示した説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a general and typical example of a copying control operation of a grinding tool in a robot.

【0011】図1において、11は作業対象物としての
ワークを示し、12はワーク11の表面等に形成される
成形対象のワーク面(被成形面)である。また、21は
図示しないロボットの動作部に固定把持されて被成形面
12を研削成形するための研削工具主体であって、この
例では、回転駆動用電動機21aを含む電動型の研削砥
石(以下の具体的説明では、研削工具を研削砥石に限定
して述べる)を示し、22は研削砥石21の一体化され
た研削用先端部としての砥石面である。ここで、研削用
先端部としての砥石面22は、実質的に研削のための砥
石エッジ部分に相当し、その研削操作に際しては、よく
知られているように、被成形面12に対して所要の押し
付け力で当接される。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a work as a work object, and reference numeral 12 denotes a work surface (formed surface) to be formed on the surface of the work 11 or the like. Reference numeral 21 denotes a grinding tool mainly fixedly gripped by an operating unit of a robot (not shown) to grind the surface 12 to be formed. In this example, an electric grinding wheel (hereinafter, referred to as an electric grinding wheel) including a rotary drive motor 21a. In the specific description of, the grinding tool is limited to a grinding wheel), and reference numeral 22 denotes a grinding wheel surface as an integrated grinding tip of the grinding wheel 21. Here, the grindstone surface 22 as a grinding tip substantially corresponds to a grindstone edge portion for grinding, and in the grinding operation, as is well known, a required distance from the molding surface 12 is required. Abutting force.

【0012】この場合、上記被成形面12については、
作業ポジションP1からP2までの進入側の直線形状を
した第1の被成形面12aと、作業ポジションP2から
P3までの中間経過部の同心円弧形状をした第2の被成
形面12bと、作業ポジションP3からP4までの抜出
側の再び直線形状をした第3の被成形面12cとのそれ
ぞれが順次に連続した形状を有しているものとする。従
って、作業ポジションP2は、第1の被成形面12aか
ら第2の被成形面12bへの移行点に相当し、また、作
業ポジションP3は、第2の被成形面12bから第3の
被成形面12cへの移行点に相当する。
In this case, regarding the molding surface 12,
A first forming surface 12a having a linear shape on the approach side from the working positions P1 to P2, a second forming surface 12b having a concentric arc shape of an intermediate transition portion from the working positions P2 to P3, and a working position It is assumed that each of the extraction surfaces P3 and P4 on the extraction side and the third molding surface 12c, which has a straight shape again, has a shape that is sequentially continuous. Therefore, the working position P2 corresponds to a transition point from the first molding surface 12a to the second molding surface 12b, and the working position P3 corresponds to the third molding surface from the second molding surface 12b. This corresponds to a transition point to the surface 12c.

【0013】一方、上記研削砥石21については、固定
把持状態のままで位置データのサーボ制御指令204に
よって駆動制御される位置移動用サーボモータ(あらた
めては図示せず)により、作業ポジションP1からP4
までの各被成形面12a〜12cの形状に倣って一定速
度Sで連続的に位置移動され、その砥石面22は、姿勢
データのサーボ制御指令206によって駆動制御される
姿勢維持用サーボモータ(同様に図示せず)により、研
削砥石21の把持形態、ひいては、把持方向および把持
角度を変化させることで、それぞれの各被成形面12
a,12b,12c毎の形状変化に対応して常に適正で
あると判断される姿勢に維持される。
On the other hand, with respect to the grinding wheel 21, the working position P1 to P4 is controlled by a position moving servomotor (not shown again) which is driven and controlled by the position data servo control command 204 in the fixed gripping state.
Is continuously moved at a constant speed S in accordance with the shape of each of the molding surfaces 12a to 12c up to this point, and the grindstone surface 22 is driven and controlled by a servo control command 206 of the position data. By changing the gripping form of the grinding wheel 21 and, consequently, the gripping direction and the gripping angle, the respective molding surfaces 12
The posture is always determined to be appropriate in response to the shape change for each of a, 12b, and 12c.

【0014】ここで、上記従来の位置データ(204)
と姿勢データ(206)とを用いた図1の研削砥石21
における研削操作のための位置移動および姿勢維持につ
いて検討する。
Here, the conventional position data (204)
Grinding wheel 21 of FIG. 1 using the position data (206)
Study of position movement and attitude maintenance for grinding operation in the laboratory.

【0015】研削砥石21、ひいては、その砥石面22
が、ワーク11に設定されている被成形面12の各作業
ポジションP1→P2→P3→P4を通して所定の速度
Sで移動する場合、位置移動用サーボモータの駆動速度
のみに注目すると、直線形状をした第1の被成形面12
aの終端側から同心円弧形状をした第2の被成形面12
bの始端側への移行に際しては、移動速度の緩やかな減
速S−ΔSによる速度変化を生じ、また、円弧形状をし
た第2の被成形面12bの終端側から再び直線形状をし
た第3の被成形面12cの始端側への移行に際しては、
減速S−ΔS相当分を再び所定速度Sに戻すための移動
速度の緩やかな加速S+ΔSによる速度変化を生ずるこ
とが明らかである。
The grinding wheel 21 and its grinding wheel surface 22
Moves at a predetermined speed S through each of the working positions P1 → P2 → P3 → P4 of the molding surface 12 set on the work 11, and if attention is paid only to the driving speed of the position moving servomotor, the linear shape is First molded surface 12
a forming surface 12 having a concentric arc shape from the terminal side of
When shifting to the starting end side of b, a speed change occurs due to the gradual deceleration S-ΔS of the moving speed, and a third straight line shape is again formed from the end side of the arc-shaped second molded surface 12b. When shifting the molding surface 12c to the starting end side,
It is apparent that a speed change is caused by the gentle acceleration S + ΔS of the moving speed for returning the deceleration S−ΔS equivalent to the predetermined speed S again.

【0016】そして、研削砥石21の姿勢制御を行う姿
勢維持用サーボモータに関しては、第1および第3の各
被成形面12a(P1→P2)、12c(P3→P4)
内での位置移動が速度Sによってそれぞれ直線的になさ
れることから、姿勢維持状態には全く変化がなく、この
ために姿勢維持のサーボ制御動作は行われずに停止して
おり、第2の被成形面12b(P2→P3)内では、直
線的な移動から曲線的な移動に移行する作業ポジション
P2に至った時点で、そのときの位置の移動速度の変化
(この場合は緩やかな減速S−ΔS)に見合った速度で
の瞬間的な姿勢サーボ制御の開始動作が要求され、また
同様に、曲線的な移動から直線的な移動に移行する作業
ポジションP3においても、位置の移動速度の変化(こ
の場合は緩やかな加速S+ΔS)に見合った速度での瞬
間的な姿勢サーボ制御の終了動作が要求される。
With respect to the attitude maintaining servomotor for controlling the attitude of the grinding wheel 21, the first and third molding surfaces 12a (P1 → P2) and 12c (P3 → P4)
Since the position movement within the robot is linearly performed by the speed S, there is no change in the posture maintaining state. Therefore, the servo control operation for maintaining the posture is not performed, and the operation is stopped. In the forming surface 12b (P2 → P3), at the time when the work position P2 at which the movement is shifted from the linear movement to the curved movement is reached, a change in the movement speed at that position (in this case, a gentle deceleration S− (S), an instantaneous posture servo control start operation at a speed commensurate with (S) is required. Similarly, at the work position P3 where the shift from the curved movement to the linear movement is performed, the change in the position movement speed ( In this case, an instantaneous attitude servo control end operation at a speed commensurate with gentle acceleration S + ΔS) is required.

【0017】従って、従来の研削砥石21に対する動作
制御では、姿勢維持用サーボモータにおける移行点P2
での制御動作開始時の急激な起動と、移行点P3での制
御動作終了時の急激な停止との際にそれぞれに生ずる機
械的衝撃により、被成形面12の該当部分に対して好ま
しくない加工傷等を与えてしまう惧れがあるという問題
点があった。
Therefore, in the conventional operation control for the grinding wheel 21, the transition point P2 in the posture maintaining servomotor is used.
The mechanical shock that occurs at the time of the sudden start at the start of the control operation at the time of the control operation and at the time of the sudden stop at the end of the control operation at the transition point P3 causes undesirable machining of the corresponding portion of the molding surface 12. There has been a problem that there is a fear that the wound may be given.

【0018】本発明の目的は、上記従来の欠点に鑑み、
倣い制御動作による研削工具の位置移動中の速度変化に
伴って生ずる機械的衝撃等を効果的に解消し得るように
したロボットにおける研削工具の動作制御方法および動
作制御用データの作成方法を提供することにある。
In view of the above-mentioned conventional disadvantages, an object of the present invention is to provide
Provided are a method of controlling the operation of a grinding tool in a robot and a method of creating operation control data, which can effectively eliminate mechanical shocks and the like caused by a change in speed during movement of the position of the grinding tool due to a copying control operation. It is in.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、研削工具の位置移動を制御する
位置データと、その研削用先端部の姿勢維持を制御する
姿勢データとを各別に設定することにより、位置データ
に全面的に依存していた姿勢データを、位置データから
切り離して個別に独立させ、サーボ位置移動中の研削工
具の速度変化等に何ら拘束されずに、被成形面に対する
研削用先端部の方向および角度等の姿勢を常に適正に維
持させるようにしたものである。
In order to achieve the above object, in the present invention, position data for controlling the position movement of a grinding tool and posture data for controlling the maintenance of the posture of the tip for grinding are separately classified. By setting, the attitude data, which was totally dependent on the position data, is separated from the position data and made independent independently, and the surface to be formed is not restricted at all by the speed change of the grinding tool during the servo position movement. The attitude of the tip for grinding with respect to the direction, angle and the like is always kept properly.

【0020】即ち、本発明に係るロボットにおける研削
工具の動作制御方法は、作業対象物としてのワークの被
成形面形状に倣って設定された軌道データによる研削工
具の位置移動制御、および研削工具の研削用先端部の姿
勢維持制御を行うロボットの動作制御方法において、前
記位置移動制御のための軌道データと前記姿勢維持制御
のための軌道データとを各別に独立して設け、これらの
各軌道データを用いて研削工具を動作制御することを特
徴とする。
That is, the method for controlling the operation of a grinding tool in a robot according to the present invention is a method for controlling the movement of the position of a grinding tool based on trajectory data set in accordance with the shape of a surface to be formed of a work as a work object, In the operation control method of a robot for performing posture maintaining control of a tip for grinding, trajectory data for the position movement control and trajectory data for the posture maintaining control are provided independently of each other. Is used to control the operation of the grinding tool.

【0021】この動作制御方法では、研削工具に対する
位置移動制御のための軌道データと姿勢維持制御のため
の軌道データとを各別に独立して設けたから、これらの
各軌道データによる被成形部の研削成形に際して、研削
工具の移動に何ら拘束されずに、被成形部に対する研削
用先端部の方向および角度等の姿勢を常に適正に維持し
得る。
In this operation control method, the trajectory data for the position movement control with respect to the grinding tool and the trajectory data for the attitude maintaining control are provided independently of each other. At the time of forming, the posture such as the direction and angle of the tip for grinding with respect to the portion to be formed can always be appropriately maintained without being restricted by the movement of the grinding tool.

【0022】また、本発明に係るロボットにおける研削
工具の動作制御用データの作成方法は、作業対象物とし
てのワークの被成形面形状に倣って設定された軌道デー
タによる研削工具の位置移動制御、および研削工具の研
削用先端部の姿勢維持制御を行うロボットの動作制御用
データの作成方法において、前記研削工具による成形動
作に適応した位置移動と姿勢維持のための各目標値を算
出する過程と、前記算出された各目標値のうちから、位
置移動の目標値を用いて位置移動の軌道データを、姿勢
維持の目標値を用いて姿勢維持の軌道データをそれぞれ
各別に独立して作成する過程とを少なくとも含むことを
特徴とする。
Further, the method for preparing operation control data of a grinding tool in a robot according to the present invention is characterized in that a position movement control of the grinding tool is performed by using trajectory data set according to a shape of a forming surface of a work as a work object. And a method of creating operation control data of a robot that performs attitude maintaining control of a grinding tip of a grinding tool, wherein calculating target values for position movement and attitude maintenance adapted to a forming operation by the grinding tool. A step of independently producing trajectory data of position movement using the target value of position movement and trajectory data of posture maintenance using the target value of posture maintenance among the calculated target values. And at least

【0023】この動作制御用データの作成方法では、研
削工具に対する位置移動と姿勢維持のための各目標値を
算出した上で、位置移動の目標値によって位置移動制御
の軌道データを、姿勢維持の目標値によって姿勢維持制
御の軌道データをそれぞれに得るようにしたので、各軌
道データの各別に独立した作成が可能になる。
In this method of preparing operation control data, after calculating respective target values for position movement and posture maintenance with respect to the grinding tool, the trajectory data for position movement control is calculated based on the target values for position movement, and the trajectory data for posture maintenance is calculated. Since the trajectory data of the attitude maintaining control is obtained individually according to the target value, it is possible to independently create each trajectory data.

【0024】また、本発明に係る他のロボットにおける
研削工具の動作制御用データの作成方法は、作業対象物
としてのワークの被成形面形状に倣って設定された軌道
データによる研削工具の位置移動サーボ制御、および研
削工具の研削用先端部の姿勢維持サーボ制御を行うロボ
ットの動作制御用データの作成方法において、前記研削
工具による成形動作に適応した位置移動と姿勢維持のた
めの各目標値を算出する過程と、前記算出された各目標
値のうちから、位置移動の目標値を用いて位置移動の軌
道データを、姿勢維持の目標値を用いて姿勢維持の軌道
データをそれぞれ各別に独立して作成する過程とを少な
くとも含み、さらに、前記作成された位置移動の軌道デ
ータに基づいて位置移動のサーボ指令値を算出し、これ
を位置サーボの制御指令として処理する過程と、前記作
成された姿勢維持の軌道データに基づいて姿勢維持のサ
ーボ指令値を算出し、これを姿勢サーボの制御指令とし
て処理する過程とを含むことを特徴とする。
Further, the method for creating operation control data of a grinding tool in another robot according to the present invention is directed to a method for moving the position of a grinding tool based on trajectory data set in accordance with the shape of a surface to be formed of a work as a work object. In a method of creating data for operation control of a robot that performs servo control and a posture maintaining servo control of a grinding tip of a grinding tool, each target value for position movement and posture maintenance adapted to a forming operation by the grinding tool is set. The step of calculating and, among the calculated target values, the trajectory data of the position movement using the target value of the position movement, and the trajectory data of the posture maintenance using the target value of the posture maintenance, respectively. And calculating a servo command value of the position movement based on the created trajectory data of the position movement and controlling the position servo control value. A procedure of processing as a command, based on the trajectory data of the created position maintaining calculates a servo command value for position maintaining, characterized in that it comprises a step of treating it as a control instruction attitude servo.

【0025】この動作制御用データの作成方法では、研
削工具に対する位置移動と姿勢維持のための各目標値を
算出した上で、位置移動の目標値によって位置移動制御
の軌道データを、姿勢維持の目標値によって姿勢維持制
御の軌道データをそれぞれに得るようにしたので、各軌
道データの各別に独立した作成が可能になり、併せて、
位置移動制御の軌道データから位置サーボの制御指令
を、姿勢維持制御の軌道データから姿勢サーボの制御指
令を各別に得られる。
In this method of creating operation control data, after calculating respective target values for position movement and posture maintenance with respect to the grinding tool, the trajectory data for position movement control is calculated based on the target values for position movement, and the posture maintenance data is used. Since the trajectory data of the attitude maintenance control is obtained individually according to the target value, it is possible to create each trajectory data independently for each trajectory data.
A position servo control command can be obtained from the trajectory data of the position movement control, and a posture servo control command can be obtained from the trajectory data of the posture maintenance control.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
に基づき図2を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0027】本発明は、先にも述べた如く、倣い動作制
御データをそれぞれ各別に作成された位置移動の軌道デ
ータと姿勢維持の軌道データとで構成させ、ロボットに
固定把持されている研削工具のサーボ駆動について、位
置移動の制御に何ら拘束されない自由な姿勢維持のもと
で制御を行わせるようにし、この姿勢サーボ制御動作に
より、研削工具の位置移動中にあっても、工具の研削用
先端部のワーク被成形面に対する姿勢を常に適正に維持
させ、移動速度の変化に伴う機械的衝撃等の不測の事態
を効果的に回避するものである。
According to the present invention, as described above, the copying operation control data is constituted by the trajectory data of the position movement and the trajectory data of the attitude maintenance respectively created, and the grinding tool fixed and held by the robot. Servo drive is controlled under a free attitude that is not constrained by the control of the position movement. The purpose of the present invention is to always maintain the posture of the tip portion with respect to the workpiece forming surface properly and to effectively avoid unexpected situations such as mechanical impacts due to changes in the moving speed.

【0028】図2は、図3に対応して本実施形態例を適
用した研削工具の動作を規制する倣い動作制御データの
作成過程を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart corresponding to FIG. 3 and shows a process of creating copying operation control data for regulating the operation of the grinding tool to which the embodiment of the present invention is applied.

【0029】図2を参照すると、本実施形態による倣い
動作制御データは、予め研削工具の動作に適応する位置
移動と姿勢維持のための各目標値を算出しておき、算出
された各目標値から位置移動の軌道データと、姿勢維持
の軌道データとをそれぞれに作成し、かつ、位置移動の
軌道データを用いて目的とする位置サーボの制御指令
を、同様に、姿勢維持の軌道データを用いて目的とする
姿勢サーボの制御指令をそれぞれ各別に作成するもの
で、前者の位置サーボの制御指令では研削工具としての
研削砥石21の研削用先端部22の位置移動をサーボ制
御させ、同時に、姿勢サーボの制御指令では位置移動中
の研削用先端部22の姿勢維持をサーボ制御させる。
Referring to FIG. 2, in the copying operation control data according to the present embodiment, target values for position movement and attitude maintenance suitable for the operation of the grinding tool are calculated in advance, and the calculated target values are calculated. From the position movement trajectory data and the posture maintenance trajectory data, respectively, and, using the position movement trajectory data, the target position servo control command is similarly used. The purpose of the present invention is to separately create the desired attitude servo control commands. In the former position servo control commands, the position of the grinding tip 22 of the grinding wheel 21 as a grinding tool is servo-controlled, and at the same time, the attitude is controlled. The servo control command servo-controls the maintenance of the posture of the grinding tip 22 during the position movement.

【0030】即ち、結果的には、位置移動の軌道データ
と、姿勢維持の軌道データとを各別に得ることにより、
研削成形のための研削砥石21における研削用先端部2
2のサーボ駆動について、位置移動の制御に何ら拘束さ
れない自由な状態での姿勢維持制御を行わせる。
That is, as a result, by separately obtaining the trajectory data of the position movement and the trajectory data of the attitude maintenance,
Grinding tip 2 in grinding wheel 21 for grinding
With regard to the second servo drive, the posture maintaining control is performed in a free state without any restriction by the control of the position movement.

【0031】本実施形態での倣い動作制御データの作成
について一層詳細に述べる。軌道データ生成部Aにおい
ては、上記算出された位置移動と姿勢維持のための各目
標値101のうちから、まず、一方の位置移動の目標値
101aを用いることで位置データとしての位置移動の
軌道データ102を作成(ステップS−11)し、併せ
て、他方の姿勢維持の目標値101bを用いることで姿
勢データとしての姿勢維持の軌道データ103を各別に
独立して作成(ステップS−12)する。
The creation of the copying operation control data in this embodiment will be described in more detail. In the trajectory data generation unit A, the trajectory of the position movement as the position data is first determined by using one of the target values 101a for the position movement and the posture maintenance calculated above, using the target value 101a of the one position movement. The data 102 is created (step S-11), and the trajectory data 103 of the attitude maintenance as the attitude data is independently created using the other attitude maintenance target value 101b (step S-12). I do.

【0032】引き続き、データ分配処理部Bでは、前記
作成された位置移動の軌道データ102に基づいて位置
移動のサーボ指令値104を算出(ステップS−13)
した上で、これを位置サーボの制御指令105として独
自に処理(ステップS−14)し、また同様に、前記作
成された姿勢維持の軌道データ103に基づいて姿勢維
持のサーボ指令値106を算出(ステップS−15)し
た上で、これを姿勢サーボの制御指令107として独自
に処理(ステップS−16)する。
Subsequently, the data distribution processing unit B calculates a servo command value 104 for position movement based on the created position movement trajectory data 102 (step S-13).
Then, this is independently processed as a position servo control command 105 (step S-14). Similarly, the attitude maintenance servo command value 106 is calculated based on the created attitude maintenance trajectory data 103. After performing (Step S-15), this is independently processed as a posture servo control command 107 (Step S-16).

【0033】つまり、本実施形態の場合には、先に述べ
た従来の場合のように、位置移動のサーボ指令値203
に基づき、姿勢維持の目標値201bから姿勢維持のサ
ーボ指令値205を算出して、これを姿勢サーボの制御
指令206として処理するのではなく、これらの位置サ
ーボの制御指令105と、姿勢サーボの制御指令107
とについても各別に独立して得る。
That is, in the case of the present embodiment, the servo command value 203 of the position movement is different from the conventional case described above.
The servo command value 205 for maintaining the posture is calculated from the target value 201b for maintaining the posture, and is not processed as the control command 206 for the posture servo. Control command 107
And also obtain each independently.

【0034】従って、上記のように個別に作成した位置
移動の軌道データ102および姿勢維持の軌道データ1
03を用いた研削砥石21の倣い制御動作、ないしは、
位置サーボの制御指令105および姿勢サーボの制御指
令107による工具の研削用先端部22の倣い制御動作
によれば、位置移動と姿勢維持との各動作が個々独立的
に行われるために、次に述べる如く、従来の手法が有し
ていたそれぞれの問題点を容易かつ効果的に解消し得
る。
Therefore, the trajectory data 102 of the position movement and the trajectory data 1 of the attitude maintenance, which are individually created as described above,
03: Copying control operation of the grinding wheel 21 using or
According to the scanning control operation of the tip 22 for tool grinding by the control command 105 of the position servo and the control command 107 of the posture servo, each operation of the position movement and the posture maintenance is performed independently. As described above, it is possible to easily and effectively solve the respective problems of the conventional method.

【0035】ここで、先の図1を参照して説明する。直
線形状をした第1の被成形面12aの終端側から同心円
弧形状をした第2の被成形面12bの始端側への研削砥
石21の位置サーボの制御指令105による位置移動制
御に伴う移行時にあっては、その移行点P2における研
削用先端部22の移動速度に緩やかな減速S−ΔSによ
る速度変化を生ずることになり、かつ、この時点までは
研削用先端部22の姿勢維持制御に全く動きがなくてほ
とんど停止状態のままに維持されている。
Here, a description will be given with reference to FIG. At the time of the transition accompanying the position movement control by the control command 105 of the position servo of the grinding wheel 21 from the end side of the linearly shaped first molding surface 12a to the start end side of the concentric arc-shaped second molding surface 12b. Therefore, a speed change due to the gradual deceleration S-ΔS occurs in the moving speed of the grinding tip 22 at the transition point P2, and up to this point, the attitude maintaining control of the grinding tip 22 is not performed at all. There is no movement and it is kept almost stationary.

【0036】この状態で、研削用先端部22が移行点P
2に達し、その移動速度が第2の被成形面12bに倣っ
て緩やかに減速S−ΔSされ始めると、被成形面12の
形状に対応して設定されている姿勢サーボの制御指令1
07により、研削用先端部22の姿勢もまた第2の被成
形面12bに倣って緩やかに変化し始めるもので、この
ようにして、そのときの位置移動制御に姿勢維持制御が
円滑に追従するため、従来の場合のような速度変化に応
動した瞬間的な姿勢変化の起動に伴う機械的衝撃の発生
が解消され、被成形面12の該当部分(移行点P2の付
近)に対して好ましくない加工傷等を与えるという惧れ
がなくなる。
In this state, the grinding tip 22 moves to the transition point P
When the speed reaches S2 and the speed is gradually reduced S-ΔS following the second molding surface 12b, the attitude servo control command 1 set in accordance with the shape of the molding surface 12
07, the attitude of the grinding tip 22 also starts to change gradually following the second molded surface 12b, and thus the attitude maintenance control smoothly follows the position movement control at that time. Therefore, the occurrence of mechanical shock accompanying the activation of the instantaneous attitude change in response to the speed change as in the conventional case is eliminated, and it is not preferable for the corresponding portion of the molding surface 12 (near the transition point P2). There is no fear of giving processing scratches.

【0037】また、このような位置移動の速度変化に伴
う姿勢維持の倣い制御動作は、円弧形状をした第2の被
成形面12bの終端側から再び直線形状をした第3の被
成形面12cの始端側への移行時における移動速度の緩
やかな加速S+ΔSによる速度変化に対しても全く同様
であり、この場合にも同様な作用効果が得られる。
The contour control operation for maintaining the posture in accordance with the speed change of the position movement is performed by re-shaping the linearly formed third molding surface 12c from the end side of the arc-shaped second molding surface 12b. Is exactly the same with respect to the speed change due to the slow acceleration of the moving speed S + ΔS at the time of shifting to the start end side. In this case, the same operation and effect can be obtained.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上、詳述した通り、本発明の動作制御
方法によれば、研削工具に対する位置移動制御のための
軌道データと姿勢維持制御のための軌道データとを各別
に独立して設け、これらの各軌道データを用いて研削工
具を動作制御するようにしたから、ワークにおける被成
形部の研削成形に際して、研削工具の移動に何ら拘束さ
れずに、被成形部に対する工具の研削用先端部の方向お
よび角度等の姿勢を常に適正に維持し得るもので、研削
工具の移動速度の変化に応動した瞬間的な姿勢変化によ
って砥石面に発生する機械的衝撃をなくし、この衝撃に
伴う被成形面への加工傷等の惧れを効果的に解消でき、
しかも方法自体が極めて簡単で容易に実施可能であると
いう利点がある。
As described in detail above, according to the operation control method of the present invention, the trajectory data for the position movement control with respect to the grinding tool and the trajectory data for the attitude maintaining control are provided independently of each other. Since the operation of the grinding tool is controlled using the respective trajectory data, the grinding tip of the tool with respect to the workpiece is not restricted at all by the movement of the grinding tool when the workpiece is ground. It can always maintain the orientation such as the direction and angle of the part properly, and eliminates the mechanical shock generated on the grinding wheel surface due to the instantaneous posture change in response to the change in the moving speed of the grinding tool, and It can effectively eliminate the fear of processing scratches on the molding surface,
Moreover, there is an advantage that the method itself is extremely simple and can be easily implemented.

【0039】本発明の動作制御用データの作成方法によ
れば、研削工具に対する位置移動と姿勢維持のための各
目標値を算出し、位置移動の目標値によって位置移動制
御の軌道データを、姿勢維持の目標値によって姿勢維持
制御の軌道データをそれぞれに得るようにしたので、こ
れらの各軌道データを各別に独立して容易に作成でき
る。
According to the method of preparing operation control data of the present invention, each target value for position movement and attitude maintenance with respect to the grinding tool is calculated, and the trajectory data for position movement control is calculated based on the target value for position movement. Since the trajectory data of the attitude maintaining control is obtained individually according to the target value of the maintenance, each of these trajectory data can be easily and independently created.

【0040】また、研削工具に対する位置移動と姿勢維
持のための各目標値を算出した上で、位置移動の目標値
によって位置移動制御の軌道データを、姿勢維持の目標
値によって姿勢維持制御の軌道データをそれぞれに得る
ようにしたので、各軌道データの各別に独立した作成が
可能になり、併せて、位置移動制御の軌道データから位
置サーボの制御指令を、姿勢維持制御の軌道データから
姿勢サーボの制御指令を各別に得られる。
After calculating the respective target values for the position movement and the attitude maintenance with respect to the grinding tool, the trajectory data of the position movement control is calculated by the target value of the position movement, and the trajectory of the attitude maintenance control is calculated by the target value of the attitude maintenance. Since the data is obtained separately, it is possible to create each trajectory data independently.At the same time, the position servo control command is obtained from the trajectory data of the position movement control, and the attitude servo control is obtained from the trajectory data of the attitude maintenance control. Can be individually obtained.

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

【図1】ロボットにおける研削工具の倣い制御動作の一
般的かつ典型的な一例を模式的に示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a general and typical example of a copying control operation of a grinding tool in a robot.

【図2】本発明の一実施形態を適用した工具の動作を規
制する倣い動作制御データの作成過程を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a process of generating copying operation control data for regulating the operation of a tool to which an embodiment of the present invention is applied.

【図3】従来の工具の動作を規制する倣い動作制御デー
タの作成過程を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart showing a process of creating copying operation control data for restricting the operation of a conventional tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ワーク(作業対象物) 12 被成形面(ワーク面) 12a 第1の被成形面 12b 第2の被成形面 12c 第3の被成形面 21 研削砥石(研削工具主体) 21a 回転駆動用電動機 22 砥石面(研削用先端部) P1〜P2 作業ポジション(第1の被成形面に該当) P2〜P3 作業ポジション(第2の被成形面に該当) P3〜P4 作業ポジション(第3の被成形面に該当) P2,P3 移行点 A 軌道データ生成部 B データ分配処理部 101 位置移動と姿勢維持のための各目標値 101a 位置移動の目標値 101b 姿勢維持の目標値 102 位置移動の軌道データ 103 姿勢維持の軌道データ 104 位置移動のサーボ指令値 105 位置サーボの制御指令 106 姿勢維持のサーボ指令値 107 姿勢サーボの制御指令 REFERENCE SIGNS LIST 11 work (work target) 12 molded surface (work surface) 12a first molded surface 12b second molded surface 12c third molded surface 21 grinding wheel (mainly grinding tool) 21a rotating motor 22 Grinding stone surface (tip for grinding) P1 to P2 Working position (corresponding to first molding surface) P2 to P3 Working position (corresponding to second molding surface) P3 to P4 Working position (third molding surface P2, P3 Transition point A Trajectory data generation unit B Data distribution processing unit 101 Target values for position movement and posture maintenance 101a Target value for position movement 101b Target value for posture maintenance 102 Trajectory data for position movement 103 Posture Trajectory data for maintenance 104 Servo command value for position movement 105 Position servo control command 106 Servo command value for attitude maintenance 107 Control command for attitude servo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業対象物としてのワークの被成形面形
状に倣って設定された軌道データによる研削工具の位置
移動制御、および研削工具の研削用先端部の姿勢維持制
御を行うロボットの動作制御方法において、 前記位置移動制御のための軌道データと前記姿勢維持制
御のための軌道データとを各別に独立して設け、これら
の各軌道データを用いて研削工具を動作制御することを
特徴とするロボットにおける研削工具の動作制御方法。
An operation control of a robot for controlling the position and movement of a grinding tool based on trajectory data set in accordance with the shape of a surface to be formed of a work as a work object and maintaining the attitude of a grinding tip of the grinding tool. In the method, the trajectory data for the position movement control and the trajectory data for the attitude maintaining control are separately provided independently, and the operation of the grinding tool is controlled using the respective trajectory data. Operation control method of grinding tool in robot.
【請求項2】 作業対象物としてのワークの被成形面形
状に倣って設定された軌道データによる研削工具の位置
移動制御、および研削工具の研削用先端部の姿勢維持制
御を行うロボットの動作制御用データの作成方法におい
て、 前記研削工具による成形動作に適応した位置移動と姿勢
維持のための各目標値を算出する過程と、 前記算出された各目標値のうちから、位置移動の目標値
を用いて位置移動の軌道データを、姿勢維持の目標値を
用いて姿勢維持の軌道データをそれぞれ各別に独立して
作成する過程とを少なくとも含むことを特徴とするロボ
ットにおける研削工具の動作制御用データの作成方法。
2. An operation control of a robot for performing position control of a grinding tool based on trajectory data set in accordance with a shape of a surface to be formed of a work as a work object and control for maintaining a posture of a grinding tip of the grinding tool. In the method for creating data, a process of calculating respective target values for position movement and posture maintenance adapted to the forming operation by the grinding tool, and, among the calculated target values, a target value of position movement. Using the position movement trajectory data and the attitude maintenance target values to independently generate the attitude maintenance trajectory data. How to create
【請求項3】 作業対象物としてのワークの被成形面形
状に倣って設定された軌道データによる研削工具の位置
移動サーボ制御、および研削工具の研削用先端部の姿勢
維持サーボ制御を行うロボットの動作制御用データの作
成方法において、 前記研削工具による成形動作に適応した位置移動と姿勢
維持のための各目標値を算出する過程と、 前記算出された各目標値のうちから、位置移動の目標値
を用いて位置移動の軌道データを、姿勢維持の目標値を
用いて姿勢維持の軌道データをそれぞれ各別に独立して
作成する過程とを少なくとも含み、 さらに、前記作成された位置移動の軌道データに基づい
て位置移動のサーボ指令値を算出し、これを位置サーボ
の制御指令として処理する過程と、前記作成された姿勢
維持の軌道データに基づいて姿勢維持のサーボ指令値を
算出し、これを姿勢サーボの制御指令として処理する過
程とを含むことを特徴とするロボットにおける研削工具
の動作制御用データの作成方法。
3. A robot that performs servo control of the position of a grinding tool based on trajectory data set according to the shape of a surface to be formed of a workpiece as a work object and servo control for maintaining the attitude of the grinding tip of the grinding tool. In the method for creating operation control data, a step of calculating respective target values for position movement and posture maintenance adapted to the forming operation by the grinding tool; and, among the calculated target values, a target of position movement. Trajectory data of the position movement using the values, and a step of independently creating the trajectory data of the posture maintenance using the target value of the posture maintenance, respectively. Calculating a servo command value for the position movement based on the position command, and processing this as a control command for the position servo; and a posture based on the created posture maintaining trajectory data. Calculating a maintenance servo command value and processing the same as a posture servo control command. A method for generating operation control data of a grinding tool in a robot, comprising:
JP26186197A 1997-09-26 1997-09-26 Motion control method of grinding tool on robot, and data origination method for motion control Withdrawn JPH1199488A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108098515A (en) * 2017-12-12 2018-06-01 科德数控股份有限公司 A kind of method using a variety of forming grinding wheel processing drill groove profiles

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CN108098515A (en) * 2017-12-12 2018-06-01 科德数控股份有限公司 A kind of method using a variety of forming grinding wheel processing drill groove profiles

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