JPS59108109A - 多関節形ｐｔｐロボツトの教示、再生方法 - Google Patents
多関節形ｐｔｐロボツトの教示、再生方法Info
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- JPS59108109A JPS59108109A JP57219047A JP21904782A JPS59108109A JP S59108109 A JPS59108109 A JP S59108109A JP 57219047 A JP57219047 A JP 57219047A JP 21904782 A JP21904782 A JP 21904782A JP S59108109 A JPS59108109 A JP S59108109A
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
- G05B19/4182—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell manipulators and conveyor only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多関節形ＰＴＰロポ・・、トの教示、再生方
法に係り、特に低価格のマイクロコンピュータを用いた
場合にも、再生時の位置決め精度が向上し、且つ再生速
度が向上しｆｌる教示、再生方法に関するものである。
法に係り、特に低価格のマイクロコンピュータを用いた
場合にも、再生時の位置決め精度が向上し、且つ再生速
度が向上しｆｌる教示、再生方法に関するものである。
多関節形のＰＴＰロボット、即ち空間上の少なくとも２
点の位置座標を教示してその間の軌跡を分割補間によっ
て求め、こうして求めた軌跡データに従ってロボットを
再生運転させる形式のものにおいては、再生軌跡の位置
決め精度を向上させる為に、ロボット手首等の制御対象
の移動軌跡を表す直角座標から、各関節の移動角度や、
シリンダの移動距離等への座標変換処理が必須の手順で
あり、一般にこの座標変換処理は極めて複雑な演算処理
を含むため、処理に長時間を要し、取分は低価格のマイ
クロコンピュータを用いた場合には、ロボットの運転速
度を低く押さえざるを得す、それでも尚、高速運転を目
指す場合には、教示間隔及びこれから得られる補間間隔
を長くして粗い制御を行うことになるが、多関節形ロボ
ットの場合、各アーム（関節）の運動は、円弧運動であ
るから、教示位置の間隔を広げると、目標軌跡からのず
れが大きくなり、位置決め精度が著しく低下する。
点の位置座標を教示してその間の軌跡を分割補間によっ
て求め、こうして求めた軌跡データに従ってロボットを
再生運転させる形式のものにおいては、再生軌跡の位置
決め精度を向上させる為に、ロボット手首等の制御対象
の移動軌跡を表す直角座標から、各関節の移動角度や、
シリンダの移動距離等への座標変換処理が必須の手順で
あり、一般にこの座標変換処理は極めて複雑な演算処理
を含むため、処理に長時間を要し、取分は低価格のマイ
クロコンピュータを用いた場合には、ロボットの運転速
度を低く押さえざるを得す、それでも尚、高速運転を目
指す場合には、教示間隔及びこれから得られる補間間隔
を長くして粗い制御を行うことになるが、多関節形ロボ
ットの場合、各アーム（関節）の運動は、円弧運動であ
るから、教示位置の間隔を広げると、目標軌跡からのず
れが大きくなり、位置決め精度が著しく低下する。
即ち、ロボット先端の目標位置精度を向上させるために
は、分割補間の小区間間隔を短くする必要があるが、相
対的に低価格のマイクロコンピュータでは、サーボ周期
（一定の位置決め精度を得るのに必要とされる短い制御
周期）内で、−上記の座標変換等の演算等が完了できず
、どうしても目標位置精度を粗くせざるを得ない。
は、分割補間の小区間間隔を短くする必要があるが、相
対的に低価格のマイクロコンピュータでは、サーボ周期
（一定の位置決め精度を得るのに必要とされる短い制御
周期）内で、−上記の座標変換等の演算等が完了できず
、どうしても目標位置精度を粗くせざるを得ない。
つまり従来の多関節形ＰＴＰロボ７）では、座標変換周
期に合わせてサーボ制御を行っており、このため再生時
の動作速度に問題が生じるのである。
期に合わせてサーボ制御を行っており、このため再生時
の動作速度に問題が生じるのである。
又この問題を解決するべく、例えば再生時７１ミイント
間動作に入る前に、途中経路を予め逐次計算して求めて
おく方法も考えられるが、この方法では途中経路のデー
タを全て記憶しておく必要カベあり、メインメモリの容
量が大きくなってコストタ゛ウンの要請に反する結果と
なる。
間動作に入る前に、途中経路を予め逐次計算して求めて
おく方法も考えられるが、この方法では途中経路のデー
タを全て記憶しておく必要カベあり、メインメモリの容
量が大きくなってコストタ゛ウンの要請に反する結果と
なる。
従って本発明の主たる目的は処理速度の比較的ｌ い低
価格のマイクロコンピュータを使用して、所望の目標位
置精度を得ると共に、再生動１乍の高速化を図らんとす
ることにある。
価格のマイクロコンピュータを使用して、所望の目標位
置精度を得ると共に、再生動１乍の高速化を図らんとす
ることにある。
そして上記目的を達成する為に本発明の要旨とする処は
、教示及び再生時に座標変換処理を伴う多関節形ＦＴＰ
ロボットの教示、再生方法に於いて、教示によって得た
軌跡座標に従って分割補間及び座標変換を繰り返しつつ
該ロボットの計算周期に見合った低速でロボットを仮再
生することにより上記分割補間及び座標変換で得られた
駆動装置側の位置情報を上記仮再生中に実時間で記憶し
、この仮再生によって得られた駆動装置側の位置情報る
こ基づいて分割補間を繰り返しながら実際の高速再生運
転を行う如く成した点である。
、教示及び再生時に座標変換処理を伴う多関節形ＦＴＰ
ロボットの教示、再生方法に於いて、教示によって得た
軌跡座標に従って分割補間及び座標変換を繰り返しつつ
該ロボットの計算周期に見合った低速でロボットを仮再
生することにより上記分割補間及び座標変換で得られた
駆動装置側の位置情報を上記仮再生中に実時間で記憶し
、この仮再生によって得られた駆動装置側の位置情報る
こ基づいて分割補間を繰り返しながら実際の高速再生運
転を行う如く成した点である。
続いて本発明を具体化した実施例につき、添付図面を参
照しつつ、詳しく説明する。ここに第１図は、本発明を
塗装又は溶接用ロボットに適用した場合のロボットの概
略図で、同図＜ａ＞は側面図、（ｂ）は平面図であり、
第２図は該ロボットの動作の説明図、第３図は教示手順
を示すフローブロック図、第４図は仮再生の手順を示す
フローブロック図、第５図は実際の再生手順を示すフロ
ーブロック図である。
照しつつ、詳しく説明する。ここに第１図は、本発明を
塗装又は溶接用ロボットに適用した場合のロボットの概
略図で、同図＜ａ＞は側面図、（ｂ）は平面図であり、
第２図は該ロボットの動作の説明図、第３図は教示手順
を示すフローブロック図、第４図は仮再生の手順を示す
フローブロック図、第５図は実際の再生手順を示すフロ
ーブロック図である。
第１図に示されるロボットは教示位置に遠隔操作（教示
）盤を遠隔操作によって又はマニュアル操作によってＰ
ＴＰ教示を行い、再生時には補間演算によりｃｐ制御を
行う方式である。
）盤を遠隔操作によって又はマニュアル操作によってＰ
ＴＰ教示を行い、再生時には補間演算によりｃｐ制御を
行う方式である。
ロボット１は、第１図に示すように、アクチュエータの
駆動手段を含む基台上に設けた旋回自在なターンテーブ
ル２と、ターンテーブル２から上へ延びる第１アーム３
と、第１アーム３と連結された第２アーム４と、第２ア
ーム４の先端部に連結された手首５と、手首５の先端部
に取り付けられた塗装ガン又はトーチ６とを備える周知
の塗装又は溶接ロボットである。座標系は、第１図（ｂ
）の平面図に示すように、ターンテーブル２の中心を原
点として、溶接対象に垂直に向かう方向をＸ軸、平面内
でこのＸ軸と直交する方向がｙ軸、そしてｘｙ平面と垂
直方向（鉛直方向）が２軸である。ロボット１の位置を
規定するのは角度（θ１、θ２．θ３．θ４．θ５）の
５つのノマラメータである。角度θ１はｙ軸と第１アー
ム３と力（なず角、θ２はＸ軸と第１アーム３とがなす
角、θ３は第１アーム３と第２アーム４とがなす角、θ
４は第２アーム４の長手方向と垂直な方向に対して手首
５がト下になす角、θ５はθ４と同様で手首５が左右に
なす角である。このように規定されるロボットの塗装ガ
ン又は溶接トーチ６は、第２図で示すように教示ポイン
トＡ、Ｂ間を適当な補間間隔ΔＬ（たとえば０．１６１
−〜１．６１）をもって移動速度■（たとえば０，１ｍ
／分〜１゜Ｏｍ／分）により等速制御される。なお、Ｘ
印は補間点、Ｌは教示ポイント間距離で１〜２ｍであり
これは一例を示す。
駆動手段を含む基台上に設けた旋回自在なターンテーブ
ル２と、ターンテーブル２から上へ延びる第１アーム３
と、第１アーム３と連結された第２アーム４と、第２ア
ーム４の先端部に連結された手首５と、手首５の先端部
に取り付けられた塗装ガン又はトーチ６とを備える周知
の塗装又は溶接ロボットである。座標系は、第１図（ｂ
）の平面図に示すように、ターンテーブル２の中心を原
点として、溶接対象に垂直に向かう方向をＸ軸、平面内
でこのＸ軸と直交する方向がｙ軸、そしてｘｙ平面と垂
直方向（鉛直方向）が２軸である。ロボット１の位置を
規定するのは角度（θ１、θ２．θ３．θ４．θ５）の
５つのノマラメータである。角度θ１はｙ軸と第１アー
ム３と力（なず角、θ２はＸ軸と第１アーム３とがなす
角、θ３は第１アーム３と第２アーム４とがなす角、θ
４は第２アーム４の長手方向と垂直な方向に対して手首
５がト下になす角、θ５はθ４と同様で手首５が左右に
なす角である。このように規定されるロボットの塗装ガ
ン又は溶接トーチ６は、第２図で示すように教示ポイン
トＡ、Ｂ間を適当な補間間隔ΔＬ（たとえば０．１６１
−〜１．６１）をもって移動速度■（たとえば０，１ｍ
／分〜１゜Ｏｍ／分）により等速制御される。なお、Ｘ
印は補間点、Ｌは教示ポイント間距離で１〜２ｍであり
これは一例を示す。
このようなロボット１に対し、教示工程は、第３図に示
すように、まず搬送手段としてのコンヘア１０に乗って
くる塗装又は溶接対象としての例えば自動車フレーム１
１をコンベア１０を停止してロボットの可動範囲内の固
定した位置にセットする。
すように、まず搬送手段としてのコンヘア１０に乗って
くる塗装又は溶接対象としての例えば自動車フレーム１
１をコンベア１０を停止してロボットの可動範囲内の固
定した位置にセットする。
続いてオペレータは、遠隔操作盤２０の移動指示ボタン
を操作してアーム先＠７ （第２アーム４と手首５との
取付は部）の位置変化量（ΔＸ、Δｙ、Δ２）及び手首
５の方向余弦（Ｃｍ、ｎ）の変化量（Δｌ、Δｍ、Δｎ
）を指示して加算器２１に送出する。加算器２１では、
順座標変換器２２より送られて来た手首５の先端位置を
表す位置情報（ｘ、ｙ、ｚ）及び（ｊ２． ｍ、 ｎ
）と、前記位置の変化分（ΔＸ、Δｙ、Δ２）、（Δｐ
。
を操作してアーム先＠７ （第２アーム４と手首５との
取付は部）の位置変化量（ΔＸ、Δｙ、Δ２）及び手首
５の方向余弦（Ｃｍ、ｎ）の変化量（Δｌ、Δｍ、Δｎ
）を指示して加算器２１に送出する。加算器２１では、
順座標変換器２２より送られて来た手首５の先端位置を
表す位置情報（ｘ、ｙ、ｚ）及び（ｊ２． ｍ、 ｎ
）と、前記位置の変化分（ΔＸ、Δｙ、Δ２）、（Δｐ
。
Δｍ、Δｎ）とを加算し、位置指令信号（Ｘ′。
ｙ“、２゛）、（βｌ 、 ｍ“、ｎ゛）を逆座標変換
器２３に送出し、逆座標変換器２３は、上記位置指令信
号に基づいて、各アーム等の関節角度目標値（θ１〜θ
５ “）を比較器２４に送出する。比較器２４は、上記
目標値（θ１ “〜θ５ °）と現在の各関節角度（θ
１〜θ５）との差（Δθ１〜Δθ５）を演算し、この（
Δθ１〜△θ５）が０になるように位置検出器２５を作
動させるサーボ系が働き、（Δθ１〜Δθ５）が０にな
った時点で各自由度毎の位置検出器からの出力（θ１〜
θ５）を取り込むことにより、教示位置に於ける実際の
関節角度を検出する。そして上記関節角度（０１〜θ５
）を検出する位置検出器２５は、周知のレゾルバ、ポテ
ンショメータ、フォトエンコーダ等で構成され、その検
出値（６１〜θ５）は、前記したように比較器２４に送
られると共に順座標変換器２２に送出され、順座標変換
された現在位置（ｘ、ｙ、ｚ）、（ｎ、ｍ、ｎ）が加算
器２１と遠隔操作盤２０を経てメモリ２６へ送られる。
器２３に送出し、逆座標変換器２３は、上記位置指令信
号に基づいて、各アーム等の関節角度目標値（θ１〜θ
５ “）を比較器２４に送出する。比較器２４は、上記
目標値（θ１ “〜θ５ °）と現在の各関節角度（θ
１〜θ５）との差（Δθ１〜Δθ５）を演算し、この（
Δθ１〜△θ５）が０になるように位置検出器２５を作
動させるサーボ系が働き、（Δθ１〜Δθ５）が０にな
った時点で各自由度毎の位置検出器からの出力（θ１〜
θ５）を取り込むことにより、教示位置に於ける実際の
関節角度を検出する。そして上記関節角度（０１〜θ５
）を検出する位置検出器２５は、周知のレゾルバ、ポテ
ンショメータ、フォトエンコーダ等で構成され、その検
出値（６１〜θ５）は、前記したように比較器２４に送
られると共に順座標変換器２２に送出され、順座標変換
された現在位置（ｘ、ｙ、ｚ）、（ｎ、ｍ、ｎ）が加算
器２１と遠隔操作盤２０を経てメモリ２６へ送られる。
メモリ２６内の記憶構造は、ポイント（教示ポイント）
番号ｐと共に、このポイントに於ける位置データ（ｘｐ
、 ｙｐ 、 ｚｐ ）、（ρｐ、ｍｐ、ｎｐ）
が記憶される形式である。
番号ｐと共に、このポイントに於ける位置データ（ｘｐ
、 ｙｐ 、 ｚｐ ）、（ρｐ、ｍｐ、ｎｐ）
が記憶される形式である。
以上述べた移動指令−逆座標変換一す−ボ制御−位置検
出−順座標変換一座標記憶の小工程を反復して、塗装又
は溶接すべき全経路上の重要ポイントにおける位置情報
を全て記憶し終わると、続いて低速運転による仮再生操
作を行う。この低速運転による他再生工程では、まず塗
装又は溶接対象１１を教示開始時の初期位置ヘセソトし
た後、第４図に示す処理プロセスを経て、各教示ポイン
ト間を等分割した第１の分割補間を行い、その位置デー
タを記憶する。即ち、メモリ２６から記憶されている２
点の教示ポイントデータＰｉ−１，Ｐｉを読み出す。取
り出したポイントデータ、つまり手首先端座標（ｘｉ−
１、ｙｉ−１、ｚｉ−１） 、手首の方向余弦（βｉ−
１、ｍｌ−１、ｎｌ−１）と（Ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）及び
（１ｉ、ｍｉ、ｎ ｊ）とポイント間移動速度Ｖｐから
次に示すように、前ポイントＰｉ−１からｔ秒後の手首
先端座標（Ｘ′。
出−順座標変換一座標記憶の小工程を反復して、塗装又
は溶接すべき全経路上の重要ポイントにおける位置情報
を全て記憶し終わると、続いて低速運転による仮再生操
作を行う。この低速運転による他再生工程では、まず塗
装又は溶接対象１１を教示開始時の初期位置ヘセソトし
た後、第４図に示す処理プロセスを経て、各教示ポイン
ト間を等分割した第１の分割補間を行い、その位置デー
タを記憶する。即ち、メモリ２６から記憶されている２
点の教示ポイントデータＰｉ−１，Ｐｉを読み出す。取
り出したポイントデータ、つまり手首先端座標（ｘｉ−
１、ｙｉ−１、ｚｉ−１） 、手首の方向余弦（βｉ−
１、ｍｌ−１、ｎｌ−１）と（Ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）及び
（１ｉ、ｍｉ、ｎ ｊ）とポイント間移動速度Ｖｐから
次に示すように、前ポイントＰｉ−１からｔ秒後の手首
先端座標（Ｘ′。
１、ｚｌ）及び手首の方向余弦（ｅ“２ｍ°。
ｎ’）を求める。
Ｘ ’ ＝ｘｉ−１＋ Ｌ・Ｖｐｘ
Ｖ’＝ｙｉ４＋ｔ・Ｖｐｙ
ｚ ’＝ｚｉ−１＋ｔ ・Ｖｐｘ
但しＶｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚは、それぞれＶｐのＸ、ｙ
、ｚ方向の速度成分であり、ｔはポイントＰｉ−１とＰ
ｉとの間隔りをｍ３等分し、その／Ｊ）区間ΔＬをＶｐ
の速度で移動した場合に要する時間で、このｍ３等分の
第１禎間演算と、上記（Ｘ“、ｙ“、２゛）の各関節角
度への座標変換Ｇこ要する時間よりも長い周期として設
定しなけれＬｆならない。例えば、上記座標変換、制御
計算及び第１の一次補間に要する時間その他が１００ｍ
５であり、ポイント間距離りが１ｍで、その間を１秒で
移動したい場合、即ちＶｐ＝１ｍ／Ｓの場合ΔＬは１０
０龍となり、１０分割の一次補間を（ｍ ｊ ＝１０）
行うことになる。
、ｚ方向の速度成分であり、ｔはポイントＰｉ−１とＰ
ｉとの間隔りをｍ３等分し、その／Ｊ）区間ΔＬをＶｐ
の速度で移動した場合に要する時間で、このｍ３等分の
第１禎間演算と、上記（Ｘ“、ｙ“、２゛）の各関節角
度への座標変換Ｇこ要する時間よりも長い周期として設
定しなけれＬｆならない。例えば、上記座標変換、制御
計算及び第１の一次補間に要する時間その他が１００ｍ
５であり、ポイント間距離りが１ｍで、その間を１秒で
移動したい場合、即ちＶｐ＝１ｍ／Ｓの場合ΔＬは１０
０龍となり、１０分割の一次補間を（ｍ ｊ ＝１０）
行うことになる。
こうして演算手段２７によって等分割された教示ポイン
ト間の中間軌跡（Ｘ“、ｙ“、２“）、（＃’、ｍ“、
ｎ′）が得られ、これが演算手段２８に於いて逆変換さ
れ、目標とする関節角度（θ１〜θ５）が得られる。こ
うして得られた関節角度（θ１〜θ５）はメモリ２９に
記憶されると共に、比較器３０に送られ、ここで現在の
関節角度θ１ “〜θ５ ′と比較されてその差Δθ１
〜Δθ５が０となるようにサーボ系が働き、仮再生によ
る位置決めが順次行われる。ここにメモリ２９内に記憶
された関節角度θｉｐｋのｉは関節の番号、即ちロボッ
トが有する自由度の番号を表し、ｐは教示ポイントの番
号、ｋはこの教示ポイント間の第１の一次補間による分
割区間番号を表す。
ト間の中間軌跡（Ｘ“、ｙ“、２“）、（＃’、ｍ“、
ｎ′）が得られ、これが演算手段２８に於いて逆変換さ
れ、目標とする関節角度（θ１〜θ５）が得られる。こ
うして得られた関節角度（θ１〜θ５）はメモリ２９に
記憶されると共に、比較器３０に送られ、ここで現在の
関節角度θ１ “〜θ５ ′と比較されてその差Δθ１
〜Δθ５が０となるようにサーボ系が働き、仮再生によ
る位置決めが順次行われる。ここにメモリ２９内に記憶
された関節角度θｉｐｋのｉは関節の番号、即ちロボッ
トが有する自由度の番号を表し、ｐは教示ポイントの番
号、ｋはこの教示ポイント間の第１の一次補間による分
割区間番号を表す。
こうして行われた仮再生は、各分割点において第１の一
次補間及び座標変換の演算を十分に行い得る稈度の低速
で行われる為、ここで得られたθ１〜θ５の値は、十分
に精度の高いものとなる。
次補間及び座標変換の演算を十分に行い得る稈度の低速
で行われる為、ここで得られたθ１〜θ５の値は、十分
に精度の高いものとなる。
こうして低速の仮再生によってｍｊ区間に分割された関
節角度データが２９内に示したデータテーブルのように
得られると、続いて高速運転による第５図に示す実際の
再生動作が行われる。この再生に於いては、既に目標値
として関節角度が得られているので座標変換の手間が省
略され、この関節角度に基づいて更に第２の一次補間を
行い、サーボ系を駆動する。従ってこの実際の再生時に
は第２の一次補間の処理のみで済むから著しく速い計算
処理を達成することができる。
節角度データが２９内に示したデータテーブルのように
得られると、続いて高速運転による第５図に示す実際の
再生動作が行われる。この再生に於いては、既に目標値
として関節角度が得られているので座標変換の手間が省
略され、この関節角度に基づいて更に第２の一次補間を
行い、サーボ系を駆動する。従ってこの実際の再生時に
は第２の一次補間の処理のみで済むから著しく速い計算
処理を達成することができる。
即ち第５図に示すように、制御周期ｔｃに新たな分割補
間の小区間数ｍ′を乗じて第１の一次補間で得られた小
区間の再生時間ｔ１を算出し、このｔｌによって第１の
一次補間で得られた小区間の間隔ΔＬを除することによ
り、実際の再生速度■を得る。ここにｔｃは一次補間の
演算に要する時間であるから１０ｍａ程度で十分であり
、前記した座標変換を含めた制御周期ｔが速いもので１
０Ｑ ｍｓ稈度であるのと較べて１／１０の短い制御周
期となる。但し比較的低価格のマイクロコンピュータを
用いた場合、座標変換を含めた制御周期ｔは２００〜３
００ｍ５にもなり上記の比率は１／２０〜１／３０にも
なる。
間の小区間数ｍ′を乗じて第１の一次補間で得られた小
区間の再生時間ｔ１を算出し、このｔｌによって第１の
一次補間で得られた小区間の間隔ΔＬを除することによ
り、実際の再生速度■を得る。ここにｔｃは一次補間の
演算に要する時間であるから１０ｍａ程度で十分であり
、前記した座標変換を含めた制御周期ｔが速いもので１
０Ｑ ｍｓ稈度であるのと較べて１／１０の短い制御周
期となる。但し比較的低価格のマイクロコンピュータを
用いた場合、座標変換を含めた制御周期ｔは２００〜３
００ｍ５にもなり上記の比率は１／２０〜１／３０にも
なる。
こうして再生速度Ｖを得ると、続いて前記のメモリ２９
から低速仮再生によって得られたθｌｐｋ〜θ５ｐｋの
関節角度が読み込まれ、それぞれの各自由度について更
に細かい第２の補間が行われる。即ち、例えばｊ番目の
自由度についての関節角度θｊｐｋを例にとって考える
と、θｊｐｋとθｊ （ｐ −１） ｋとの差を小区間
数ｍ“で除し４θ、、ｙ＝Ｌ繭鳥と（ 蓋′ を得る。Δθｊｐｋは第２の一次補間によって得られる
目標値の変化量であるから第２の一次補間による中間軌
跡の目標値θｔｃｌ 、 θｔｃ２ 、 θｔｃ３
・・・θｔｃｍは θｔｃｌ −０３（ｐ −１） ｋ ＋Δθｊｐｋ
θｔｃ２°−θｊ（ｐ−１）ｋ＋２−Δ（７ｊｐｋθｔ
ｃ３−θｊ（ｐ−１）ｋ＋３ ・Δθｊｐｋθｔｃｍ
＝θ３ｐｋ によって得られる。
から低速仮再生によって得られたθｌｐｋ〜θ５ｐｋの
関節角度が読み込まれ、それぞれの各自由度について更
に細かい第２の補間が行われる。即ち、例えばｊ番目の
自由度についての関節角度θｊｐｋを例にとって考える
と、θｊｐｋとθｊ （ｐ −１） ｋとの差を小区間
数ｍ“で除し４θ、、ｙ＝Ｌ繭鳥と（ 蓋′ を得る。Δθｊｐｋは第２の一次補間によって得られる
目標値の変化量であるから第２の一次補間による中間軌
跡の目標値θｔｃｌ 、 θｔｃ２ 、 θｔｃ３
・・・θｔｃｍは θｔｃｌ −０３（ｐ −１） ｋ ＋Δθｊｐｋ
θｔｃ２°−θｊ（ｐ−１）ｋ＋２−Δ（７ｊｐｋθｔ
ｃ３−θｊ（ｐ−１）ｋ＋３ ・Δθｊｐｋθｔｃｍ
＝θ３ｐｋ によって得られる。
こうして更に細かく分割された第２の補間データθｔｃ
ｉが比較器３０に送られ、各関節の現在位置を検出する
位置検出器２５から送られる現在位置θ’ ｔｃｉ と
の差ΔθｔｃｉがＯとなるように号−ボ系が運転され位
置決めが行われる。
ｉが比較器３０に送られ、各関節の現在位置を検出する
位置検出器２５から送られる現在位置θ’ ｔｃｉ と
の差ΔθｔｃｉがＯとなるように号−ボ系が運転され位
置決めが行われる。
以−ト述べた教示−仮再生一再生に伴う目標位置精度の
変化と制御速度の関係を第６図に示した軌跡を示す図に
よって説明する。図に於いて、Ｐｌ、Ｐ２を教示位置と
する。この教示データに従って補間を行わずに再生ずれ
ば、関節の揺動運動によりその軌跡（ｉｌ）は円弧を描
きＺ方向のずれｄｌが太きすぎて実用性が無い。そこで
本発明Ｇこ於いては、Ｐｉ ＰＺ間を例えば５分割（第
１の一次補間）し、これに沿ってロボットを仮再生する
ことによって第１の中間座標ｐＨ，Ｐｌ２． Ｐｌ３
゜Ｐｌ４． Ｐｌ５ （＝Ｐ２ ）に対応する各関節
角度θｊｐｋをリアルタイムでサンプリングし、記憶す
る（第４図参照）。こうして得られた軌跡データに沿っ
て仮再生した場合の軌跡（１２）の教示軌跡とのずれは
制御偏差をＯとすればｄ２で表され、ｄｌと較べればは
るかに縮小されている。そしてこの仮再生は座標変換処
理を含むものであるから前記したように低速で行われる
が、再生位置決め精度は良好である。続いて上記仮再生
によって得た軌跡データθｊｐｋを用いて第５図に示す
ような処理手順によって座標変換処理を含まない実際の
高速再生を行う。ここに更に低速で小区分に区切って仮
再生するときの軌跡は７！３で表され、教示軌跡とのず
れはｄ３となり、前記ｄ２より更に改善される。
変化と制御速度の関係を第６図に示した軌跡を示す図に
よって説明する。図に於いて、Ｐｌ、Ｐ２を教示位置と
する。この教示データに従って補間を行わずに再生ずれ
ば、関節の揺動運動によりその軌跡（ｉｌ）は円弧を描
きＺ方向のずれｄｌが太きすぎて実用性が無い。そこで
本発明Ｇこ於いては、Ｐｉ ＰＺ間を例えば５分割（第
１の一次補間）し、これに沿ってロボットを仮再生する
ことによって第１の中間座標ｐＨ，Ｐｌ２． Ｐｌ３
゜Ｐｌ４． Ｐｌ５ （＝Ｐ２ ）に対応する各関節
角度θｊｐｋをリアルタイムでサンプリングし、記憶す
る（第４図参照）。こうして得られた軌跡データに沿っ
て仮再生した場合の軌跡（１２）の教示軌跡とのずれは
制御偏差をＯとすればｄ２で表され、ｄｌと較べればは
るかに縮小されている。そしてこの仮再生は座標変換処
理を含むものであるから前記したように低速で行われる
が、再生位置決め精度は良好である。続いて上記仮再生
によって得た軌跡データθｊｐｋを用いて第５図に示す
ような処理手順によって座標変換処理を含まない実際の
高速再生を行う。ここに更に低速で小区分に区切って仮
再生するときの軌跡は７！３で表され、教示軌跡とのず
れはｄ３となり、前記ｄ２より更に改善される。
今、計算周期（制御計算、その他を含む）が２ＱＱｍｓ
のマイクロコンピュータを使用した多関節形ロボットを
例に取ると、Ｐｉ Ｐ２の距離が１０００龍の場合、ロ
ボット先端の移動速度を１ｍ／Ｓとすると ２００ ｍｓ Ｘ １ ｍ ／ ｓ ＝ ２００ ｗｎ
ａ２００龍のピッチで教示することになり、これでは実
験の結果ｄ２＝１０ｍ程度となるので、位置決め精度が
悪く実用性が無い。塗装用ロボットの場合ｄ２＝１ｗｍ
程度以下の精度が要求されるのでこれを達成するには、
５０１＠ピンチ程度の間隔で再生する必要がある。従っ
てその場合の移動速度は０．２５ｍ／ｓ以下となり、非
富に低速であるこれに対して本発明を用いた再生作業に
於いては手間のかかる座標変換の演算を行わないのでそ
の計算周期は大きくても２０ｍ５あれば十分である。従
って、５Ｑｍｍの距離を２Ｑｍｓで移動するための速度
は２．５ｍ／ｓで、従来の０．２５ｍ／ｓの場合と較べ
て１０倍の高速運転が可能となる。
のマイクロコンピュータを使用した多関節形ロボットを
例に取ると、Ｐｉ Ｐ２の距離が１０００龍の場合、ロ
ボット先端の移動速度を１ｍ／Ｓとすると ２００ ｍｓ Ｘ １ ｍ ／ ｓ ＝ ２００ ｗｎ
ａ２００龍のピッチで教示することになり、これでは実
験の結果ｄ２＝１０ｍ程度となるので、位置決め精度が
悪く実用性が無い。塗装用ロボットの場合ｄ２＝１ｗｍ
程度以下の精度が要求されるのでこれを達成するには、
５０１＠ピンチ程度の間隔で再生する必要がある。従っ
てその場合の移動速度は０．２５ｍ／ｓ以下となり、非
富に低速であるこれに対して本発明を用いた再生作業に
於いては手間のかかる座標変換の演算を行わないのでそ
の計算周期は大きくても２０ｍ５あれば十分である。従
って、５Ｑｍｍの距離を２Ｑｍｓで移動するための速度
は２．５ｍ／ｓで、従来の０．２５ｍ／ｓの場合と較べ
て１０倍の高速運転が可能となる。
更に教示軌跡に対するずれはｄ３となり、従来のｄ２に
較べてはるかに改善される。
較べてはるかに改善される。
以上述べたように本発明に於いては、教示及び再生時に
座標変換処理を伴う多関節形ＰＴＰロボットの教示、再
生方法に於いて、教示によって得た軌跡座標に従って分
割補間及び座標変換を繰り返しつつ該ロボットの計算周
期に見合った低速でロボットを仮再生することにより」
−記分割補聞及び座標変換で得られた駆動装置側の位置
情報を上記仮再生中に実時間で記憶し、この仮再生によ
って得られた駆動装置側の位置情報に基づいて分割補間
を繰り返しながら実際の高速再生運転を行うことを特徴
とする多関節形ＰＴＰロホットの教示、再生方法である
から、実際の再生時に逐次座標変換を繰り返す従来の教
示、再生方法と較べて、再生速度が著しく増大すると共
に、目標位置精度もはるかに向上し、処理速度の遅い低
価格のマイクロコンピュータを使用でき経済的である為
、特に複雑な座標変換を要する多関節形ロボットでしか
も同一軌道で繰り返し再生を行う溶接用や塗装用のロボ
ットに適用して好都合であり、また低速で仮再生するの
で機械的たわみやガタ等が目視で確かめられるという長
所をも併せ持つものである
座標変換処理を伴う多関節形ＰＴＰロボットの教示、再
生方法に於いて、教示によって得た軌跡座標に従って分
割補間及び座標変換を繰り返しつつ該ロボットの計算周
期に見合った低速でロボットを仮再生することにより」
−記分割補聞及び座標変換で得られた駆動装置側の位置
情報を上記仮再生中に実時間で記憶し、この仮再生によ
って得られた駆動装置側の位置情報に基づいて分割補間
を繰り返しながら実際の高速再生運転を行うことを特徴
とする多関節形ＰＴＰロホットの教示、再生方法である
から、実際の再生時に逐次座標変換を繰り返す従来の教
示、再生方法と較べて、再生速度が著しく増大すると共
に、目標位置精度もはるかに向上し、処理速度の遅い低
価格のマイクロコンピュータを使用でき経済的である為
、特に複雑な座標変換を要する多関節形ロボットでしか
も同一軌道で繰り返し再生を行う溶接用や塗装用のロボ
ットに適用して好都合であり、また低速で仮再生するの
で機械的たわみやガタ等が目視で確かめられるという長
所をも併せ持つものである
第１図は一般的な多関節形ロボットの概略図で、同図（
ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、第２図は同ロボットの
動作説明図、第３図は本発明の一実施例である教示再生
方法の教示工程を示すフローブロック図、第４図は同板
再生の手順を示すフローブロック図、第５図は同再生手
順を示すフローブロック図、第６図は同実施例を用いた
場合の再生軌跡を示す三次元空間の説明図である。 出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人 弁理士 本庄 武男
ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、第２図は同ロボットの
動作説明図、第３図は本発明の一実施例である教示再生
方法の教示工程を示すフローブロック図、第４図は同板
再生の手順を示すフローブロック図、第５図は同再生手
順を示すフローブロック図、第６図は同実施例を用いた
場合の再生軌跡を示す三次元空間の説明図である。 出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人 弁理士 本庄 武男
Claims (1)
- 教示及び再生時に座標変換処理を伴う多関節形ＦＴＰロ
ボットの教示、再生方法に於いて、教示によって得た軌
跡座標に従って分割補間及び座標変換を繰り返しつつ該
ロボットの計算周期に見合った低速でロボットを仮再生
することにより上記分割補間及び座標変換で得られた駆
動装置側の位置情報を上記仮再生中に実時間で記憶し、
この仮再生によって得られた駆動装置側の位置情報に基
づいて分割補間を繰り返しながら実際の高速再生運転を
行うことを特徴とする多関節形ＰＴＰロボットの教示、
再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219047A JPS59108109A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 多関節形ｐｔｐロボツトの教示、再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219047A JPS59108109A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 多関節形ｐｔｐロボツトの教示、再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108109A true JPS59108109A (ja) | 1984-06-22 |
Family
ID=16729421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219047A Pending JPS59108109A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 多関節形ｐｔｐロボツトの教示、再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108109A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190209A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Amada Co Ltd | 可動体の教示操作時におけるｎｃデ−タ設定方法 |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57219047A patent/JPS59108109A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190209A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Amada Co Ltd | 可動体の教示操作時におけるｎｃデ−タ設定方法 |
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