JPS59218513A - 工業用ロボツトの円弧制御法 - Google Patents
工業用ロボツトの円弧制御法Info
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- JPS59218513A JPS59218513A JP58092825A JP9282583A JPS59218513A JP S59218513 A JPS59218513 A JP S59218513A JP 58092825 A JP58092825 A JP 58092825A JP 9282583 A JP9282583 A JP 9282583A JP S59218513 A JPS59218513 A JP S59218513A
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- G—PHYSICS
- 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
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50353—Tool, probe inclination, orientation to surface, posture, attitude
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、工業用ロボットの手首に取付けられた作業部
材の被作業面に対するねらい角の制御が可能としながら
作業部材の位置を補間により円弧制御する工業用ロボッ
トの円弧制御法に関する。
材の被作業面に対するねらい角の制御が可能としながら
作業部材の位置を補間により円弧制御する工業用ロボッ
トの円弧制御法に関する。
（従来枝振）
１業川ロホツトは近年盛んに利用されており、その動作
も年々複雑化している。この工業用口ホントはその手前
先端に数句けられた作業部材の種類によって様々な作業
ができ、この作業によってロボットの制御も異なってく
る。第１図は一般的な−Ｉ−業川ロ用ットの構成図であ
り、５軸の動作軸をもつ関節ロボットを示している。図
中、ＢＳはベースであり、Ｂ軸を中心に回転するもの、
ＢＤはボディであり、ベースＢＳに対しＤ軸を中心に回
転するもの、ＡＲＭはアームであり、ベースＢＳに対し
Ｃ軸を中心に回転するもの、ＨＤは手首であり、アーム
ＡＲＭに対しＢ軸を中心に回転し、それ自身もＡ軸を中
心に回転するものであり、全体として基本３軸、手首２
軸の５軸の関ｉａボッＩ・を４べしている。このような
工業用ロボットでは、この５軸を制御して手首ＨＤの位
置、移動速度を制御し、所望の作業を行なうものである
が、ｆ 酋ＨＤに数句けた作業部材、例えばハンド、ト
ーチの種類によって作業の種類が異なり、その制御も異
なってくる。例えば、アーク溶接用の工業用ロボットは
、手ｉＨＤの先端に作業部材として）・−チか設けられ
、トーチにより、被作業面（ワーク）に対し溶接を行な
い、しがもロボットの位置制御によってワークを所望の
通路に７（）ってアーク溶接するものである。このよう
なアーク溶接やガス切断等においては、トーチ等の作業
部材のワーク面に対する角度（ねらい角）を最適な角度
に設定しないと、溶接や切断が均一に行なえないおそれ
があり、ワーク面の傾きに応し−ＣＩ・−チの絶対角度
を手首ＨＤによって制御する必要がある。
も年々複雑化している。この工業用口ホントはその手前
先端に数句けられた作業部材の種類によって様々な作業
ができ、この作業によってロボットの制御も異なってく
る。第１図は一般的な−Ｉ−業川ロ用ットの構成図であ
り、５軸の動作軸をもつ関節ロボットを示している。図
中、ＢＳはベースであり、Ｂ軸を中心に回転するもの、
ＢＤはボディであり、ベースＢＳに対しＤ軸を中心に回
転するもの、ＡＲＭはアームであり、ベースＢＳに対し
Ｃ軸を中心に回転するもの、ＨＤは手首であり、アーム
ＡＲＭに対しＢ軸を中心に回転し、それ自身もＡ軸を中
心に回転するものであり、全体として基本３軸、手首２
軸の５軸の関ｉａボッＩ・を４べしている。このような
工業用ロボットでは、この５軸を制御して手首ＨＤの位
置、移動速度を制御し、所望の作業を行なうものである
が、ｆ 酋ＨＤに数句けた作業部材、例えばハンド、ト
ーチの種類によって作業の種類が異なり、その制御も異
なってくる。例えば、アーク溶接用の工業用ロボットは
、手ｉＨＤの先端に作業部材として）・−チか設けられ
、トーチにより、被作業面（ワーク）に対し溶接を行な
い、しがもロボットの位置制御によってワークを所望の
通路に７（）ってアーク溶接するものである。このよう
なアーク溶接やガス切断等においては、トーチ等の作業
部材のワーク面に対する角度（ねらい角）を最適な角度
に設定しないと、溶接や切断が均一に行なえないおそれ
があり、ワーク面の傾きに応し−ＣＩ・−チの絶対角度
を手首ＨＤによって制御する必要がある。
即ち、第２図（Ａ）に示す如く、アー１、ＡＲＭに対す
る手首ＨＤの回転軸をＢ軸、手ｍＨＤ自身の回転軸をＡ
軸とし、第２図（Ｂ）に示す如く、手首ＨＤにトーチＴ
Ｃを取４１けたものとする。Ｂ軸を中心に回転させると
トーチＴＣのねらい角はβ１ 、β２．β３とｒｊ（変
にできる。
る手首ＨＤの回転軸をＢ軸、手ｍＨＤ自身の回転軸をＡ
軸とし、第２図（Ｂ）に示す如く、手首ＨＤにトーチＴ
Ｃを取４１けたものとする。Ｂ軸を中心に回転させると
トーチＴＣのねらい角はβ１ 、β２．β３とｒｊ（変
にできる。
一方、ワークが円弧状の場合には、トーチ先端を円弧に
沿って移動させる必要がある。このため従来は第３図説
明図の如く、円弧移動制御のため、トーチ先端の３点Ｐ
ｌ ＋ Ｐ２ ＋ Ｐ５の位置をねらい角が一定の状態
で教示し、この間は補間法により教示点ＰＩ ＋ Ｐ
２ ＋ Ｐ５から補間点Ｐｎを求め、この捕１１（１
点Ｐｎにトーチ先端が到達するように各動作軸を制御す
るものであった。
沿って移動させる必要がある。このため従来は第３図説
明図の如く、円弧移動制御のため、トーチ先端の３点Ｐ
ｌ ＋ Ｐ２ ＋ Ｐ５の位置をねらい角が一定の状態
で教示し、この間は補間法により教示点ＰＩ ＋ Ｐ
２ ＋ Ｐ５から補間点Ｐｎを求め、この捕１１（１
点Ｐｎにトーチ先端が到達するように各動作軸を制御す
るものであった。
（従来技術の問題点）
しかしながら、１・−チＴＣのねらい角の制御は困難で
あり、円弧補間中ねらい角を一定にすることや各教示点
で可変とするパことはできないという欠点があった。し
かも、トーチのねらい角（姿勢）をＭ統帥に滑らかに１
１ノ制御することも困難であった。
あり、円弧補間中ねらい角を一定にすることや各教示点
で可変とするパことはできないという欠点があった。し
かも、トーチのねらい角（姿勢）をＭ統帥に滑らかに１
１ノ制御することも困難であった。
（発明の目的）
本発明の目的は、補間により円弧制御を行なうに際し、
作業部材（トーチ）のねらい角の制御かり能な工業用ロ
ボットの制御法を提供するにある（発明の概要） 本発明の円弧制御法では、該円弧移動制御のための複数
の教イ（点から該作業部材先端及び根元の対応点を得、
作業部材先端の複数の対応点から補間により作業部材先
端の補間点を求めるとともに作業部材根元の複数の対応
点から補間により該作業部材根元の補間点を求め、該求
めた両補間点から該動作軸の指令量を得るようにしてい
る。即ち、本発明では、教示データより作業部材の先端
及び作業部材の根元の対応点を得、補間点は作業部材の
先端及び根元について求めることにより、トーチのねら
い角を制御できるようにしている。
作業部材（トーチ）のねらい角の制御かり能な工業用ロ
ボットの制御法を提供するにある（発明の概要） 本発明の円弧制御法では、該円弧移動制御のための複数
の教イ（点から該作業部材先端及び根元の対応点を得、
作業部材先端の複数の対応点から補間により作業部材先
端の補間点を求めるとともに作業部材根元の複数の対応
点から補間により該作業部材根元の補間点を求め、該求
めた両補間点から該動作軸の指令量を得るようにしてい
る。即ち、本発明では、教示データより作業部材の先端
及び作業部材の根元の対応点を得、補間点は作業部材の
先端及び根元について求めることにより、トーチのねら
い角を制御できるようにしている。
（実施例）
第４図は本発明の制す１方法説明図、第５図はトーチ取
付図である。
付図である。
本発明においては、トーチ先端を円弧ＣＩＪ−のポイン
トｐ、＋Ｐ２ 、Ｐ３に所定のねらい角β１〜β３でそ
れぞれ位置決めして教示データを作成すると共に、第５
図に示すようにロボットのＡ軸回転角を零にしたときの
直交座標系Ｘ ａ −Ｙ ａ −ＺａにおけるトーチＴ
Ｃの先端Ａ１とトーチの根元Ａ２の位置（ΔＸｌ 、
Δｙ１ 、Δｚ＋、）、（Δｘ２ 、Δ７２ 、ΔＺ２
）をそれぞれ１１４足し、これらを記憶させる。尚、直
交座標系Ｘａ−Ｙａ−Ｚａはハンド面りの所定点Ｑｔを
原点、Ｑｔを通りハンド面に垂直な軸をＸａ軸、Ｑｔを
通りＸａ軸に重直なハンド面」二の軸をＹａ、Ｚａ軸と
している。
トｐ、＋Ｐ２ 、Ｐ３に所定のねらい角β１〜β３でそ
れぞれ位置決めして教示データを作成すると共に、第５
図に示すようにロボットのＡ軸回転角を零にしたときの
直交座標系Ｘ ａ −Ｙ ａ −ＺａにおけるトーチＴ
Ｃの先端Ａ１とトーチの根元Ａ２の位置（ΔＸｌ 、
Δｙ１ 、Δｚ＋、）、（Δｘ２ 、Δ７２ 、ΔＺ２
）をそれぞれ１１４足し、これらを記憶させる。尚、直
交座標系Ｘａ−Ｙａ−Ｚａはハンド面りの所定点Ｑｔを
原点、Ｑｔを通りハンド面に垂直な軸をＸａ軸、Ｑｔを
通りＸａ軸に重直なハンド面」二の軸をＹａ、Ｚａ軸と
している。
ついで、各教示ポイントにおけるトーチＴＣの先端Ａ１
及び根元Ａ２の位置（ΔＸｌ 、Δｙ′１゜ΔＺ’１
）、（ΔＸ′２．Δｙ′２．Δｚ′２）を求める。但し
、（ΔＸ′１．Δｙ′１．ΔＺ’ｌ ） ＋ （Δ
Ｘ′２、Δｙ′２．ΔＺ′２）は座標系Ｘ ａ −Ｙ
ａ −Ｚ ａにおける位置である。例えば、第５図の例
では（ΔＸ１＋Δｙ１ 、Δｚ＋）＝（ｘｔ 、ｏ、Ｏ
）、（Δｘ２ 、ΔＶ２．Δ２２）＝ （Ｘ２．０．２
２）であるから、教示ポイントにおけるＡ軸回転角をａ
ｉとすれば、 により与えられる。
及び根元Ａ２の位置（ΔＸｌ 、Δｙ′１゜ΔＺ’１
）、（ΔＸ′２．Δｙ′２．Δｚ′２）を求める。但し
、（ΔＸ′１．Δｙ′１．ΔＺ’ｌ ） ＋ （Δ
Ｘ′２、Δｙ′２．ΔＺ′２）は座標系Ｘ ａ −Ｙ
ａ −Ｚ ａにおける位置である。例えば、第５図の例
では（ΔＸ１＋Δｙ１ 、Δｚ＋）＝（ｘｔ 、ｏ、Ｏ
）、（Δｘ２ 、ΔＶ２．Δ２２）＝ （Ｘ２．０．２
２）であるから、教示ポイントにおけるＡ軸回転角をａ
ｉとすれば、 により与えられる。
しかる後、各教示ポイントにおける関節座標系の教示位
置ベクトルを周知の座標変換マトリクスＪ、 を用いて上式より求める。尚、Ｘ、Ｙ、Ｚはロボット座
標系でのハンド面上の基準点Ｑｔの位置、ａ、ｂ、ｃは
ハンド面の法線ベクトルである。
置ベクトルを周知の座標変換マトリクスＪ、 を用いて上式より求める。尚、Ｘ、Ｙ、Ｚはロボット座
標系でのハンド面上の基準点Ｑｔの位置、ａ、ｂ、ｃは
ハンド面の法線ベクトルである。
しかる後、教示ポイントにおける教示位置ベクトルＱｔ
ｉと第（１）、第（２）式で与えられる斐′ 各教示ポイントにおける］・−チ。先端及び根元の位置
ベクトルを用いて第（３）、第（４）式よりロボット座
標系におけるトーチ先端位置ベクトルＳ、トーチ根元位
置ベクトルＲを求める。
ｉと第（１）、第（２）式で与えられる斐′ 各教示ポイントにおける］・−チ。先端及び根元の位置
ベクトルを用いて第（３）、第（４）式よりロボット座
標系におけるトーチ先端位置ベクトルＳ、トーチ根元位
置ベクトルＲを求める。
以上により、トーチ先端ポイントＰ＋〜Ｐ３ 。
トーチ根元ポイン）Ｑ＋〜Ｑ３の各位置ベクトルＳ１
、Ｓ２ 、Ｓ＝５．Ｒ１、Ｒ２、Ｒｐｓが得られるつい
で、１・−チ先端の位置ベクトルＳ、、Ｓ２、Ｓ５から
円ＩＡＣｌの中心ＯＩ及び中心角θ１を求め、こり中・
Ｕ角θｌと半径とから円弧Ｐ、ｐ３の長さｍを求める。
、Ｓ２ 、Ｓ＝５．Ｒ１、Ｒ２、Ｒｐｓが得られるつい
で、１・−チ先端の位置ベクトルＳ、、Ｓ２、Ｓ５から
円ＩＡＣｌの中心ＯＩ及び中心角θ１を求め、こり中・
Ｕ角θｌと半径とから円弧Ｐ、ｐ３の長さｍを求める。
更に教示に当っては移動速度Ｆが怪えもれているから、
円弧ＰＩＰ３の補間時間Ｔは、 Ｔ エ ｍ／Ｆ
（υンで与えられる。
円弧ＰＩＰ３の補間時間Ｔは、 Ｔ エ ｍ／Ｆ
（υンで与えられる。
従って、円弧ＣＩに沿った各速度ω１は、ω＋＝６１７
丁 （Ｃ）でｑ−えられ、各補
間点Ｐｉの補間角Δθｌは、ａｅｌ＝ 舶 ・ △Ｔ
（７ン（（ｇ（Ｌ、ΔＴは単位時間である。）で
ケ・えられる。
丁 （Ｃ）でｑ−えられ、各補
間点Ｐｉの補間角Δθｌは、ａｅｌ＝ 舶 ・ △Ｔ
（７ン（（ｇ（Ｌ、ΔＴは単位時間である。）で
ケ・えられる。
このようにしてΔθ１を求めれば、各補間点Ｐｉの座標
（位置ベクトル）Ｓｔは演算により得られる。
（位置ベクトル）Ｓｔは演算により得られる。
同様にトーチ根元の位置ベクトルｆ、、 ｆ２゜Ｒ５か
ら、円弧中心０２を求め、中心角θ２を求める。
ら、円弧中心０２を求め、中心角θ２を求める。
により求める。
第（７）式と同様、補間角Δθ２は、 ′△θス
＝； ω、 ・ 乙Ｔ
（フンにより求め、＠
述と同様にして各力１ｊ間点Ｑｉの座標（位置ベク）・
ル）Ｗｉを求める。
＝； ω、 ・ 乙Ｔ
（フンにより求め、＠
述と同様にして各力１ｊ間点Ｑｉの座標（位置ベク）・
ル）Ｗｉを求める。
しかる後、次式により
１＝ズｉ −？ｉ （１０）トーチ
傾斜ベクトル９を求める。
傾斜ベクトル９を求める。
Ω、Ｓｔが求まれば、直交座標系から関節座標系に逆変
換する周知の変換マトリクスを用いて関節座標系におけ
るロボット位置データを得、該データに基いてロボット
を駆動する６以後、順次前記補間点Ｐｉ、Ｑｊ（ｆ＝１
，２．・・・）における位、ｌｉ／ｉベクトルＳｉ、Ｒ
ｉ及び傾斜ベクトル聾を求め、これらを用いて関節座標
系におけるロボット位置データを得、該位置データによ
りロボフトを駆動すれは１・−チ先端は円弧Ｃ１をたど
って移動すると共に、ねらい角は各教示ポイントでβ１
、β２、β５になると共に、各教示ポイン］・間でな
めらかにβ電からβ２．β２からβ３へと変化する。尚
、ねらい角が一定の状態で教示したとすれば、ねらい角
は変化することなくトーチ先端は円弧に沿って移動する
。
換する周知の変換マトリクスを用いて関節座標系におけ
るロボット位置データを得、該データに基いてロボット
を駆動する６以後、順次前記補間点Ｐｉ、Ｑｊ（ｆ＝１
，２．・・・）における位、ｌｉ／ｉベクトルＳｉ、Ｒ
ｉ及び傾斜ベクトル聾を求め、これらを用いて関節座標
系におけるロボット位置データを得、該位置データによ
りロボフトを駆動すれは１・−チ先端は円弧Ｃ１をたど
って移動すると共に、ねらい角は各教示ポイントでβ１
、β２、β５になると共に、各教示ポイン］・間でな
めらかにβ電からβ２．β２からβ３へと変化する。尚
、ねらい角が一定の状態で教示したとすれば、ねらい角
は変化することなくトーチ先端は円弧に沿って移動する
。
次に本発明方法の実現のための構成について説明する。
第６図は、本発明方法の実現のための一実施例ブロック
図であり、図中１０ＯＡ、１００Ｂ 、１００Ｃ，１０
０Ｄ、１００Ｅは各軸Ａ−Ｅの回転用のモータであり、
ｌ０ＩＡ〜１０１Ｅは各軸Ａ〜Ｅに対応したパルス分配
部であり、各軸の移動指令に応じた数の分配パルスＰｓ
を出力するパルス分配器１１０Ａ〜ｌｌ０Ｅと、分配パ
ルスを加減速制御して指令パルスＰｉを出力する加減速
回路１１１．Ａ−１１１Ｅとから構成されるもの、１０
２Ａ〜１０２Ｅは各軸Ａ−Ｅに対応した駆動回路であり
、指令パルスＰｉとモータ１００Ａ−１００Ｈの位置検
出器（図示せず）から与えられるフィードバックパルス
ＦＰとの差（誤差）を演算し記憶する誤差演算記憶部（
エラーカウンタ）１１２Ａ−１１２Ｅと、エラーカウン
タの誤差Ｅｒをアナログ量に変換して速度指令Ｖｃを発
するデジタル働アナログ（ＤＡ）変換器１１３Ａ〜１１
３Ｅと、速度指令Ｖｃとモータ１ＯＯＡ〜１ＯＯＥの速
度検出器（図示せず）から与えられた実速度ＴＳＡとの
差を出力する速度制御回路１１４Ａ〜１１４Ｅで構成さ
れるものである。尚、簡単のためパルス分配部１０１Ｂ
−１０１Ｅ、駆動回路１０２Ｂ−１０２Ｅには図では係
るパルス分配器等を図示していない。１０３はロボット
制御部でアリ、マイクロコンピュータで構成され、後述
する制御プログラムに基いて演算処理する演算回路（プ
ロセッサ）１０４と、制御プログラム及びその他必要な
パラメータを格納するプログラムメモリ１０５と、制御
データや演算データを格納するデータメモリ１０６と、
教示ボタンやその他操作ボタン、状態表示器を有する操
作盤１０７と、各軸のパルス分配部１０１Ａ−１０１Ｅ
とデータのやりとりを行なう人出力ボート１０８Ａ−１
０８Ｅと、これらを接線するアドレス・データバス１０
９とから構成されている。プログラムメモリ１０５に格
納される制御プログラムとしては、制御データを実行し
て各軸のモータを位置制御するための位置制御プログラ
ムと、教示モード指令に応じてジョグボタンの送りに応
じて各軸を移動制御するとともに教示された制御データ
を作成する教示制御プログラムを含む。
図であり、図中１０ＯＡ、１００Ｂ 、１００Ｃ，１０
０Ｄ、１００Ｅは各軸Ａ−Ｅの回転用のモータであり、
ｌ０ＩＡ〜１０１Ｅは各軸Ａ〜Ｅに対応したパルス分配
部であり、各軸の移動指令に応じた数の分配パルスＰｓ
を出力するパルス分配器１１０Ａ〜ｌｌ０Ｅと、分配パ
ルスを加減速制御して指令パルスＰｉを出力する加減速
回路１１１．Ａ−１１１Ｅとから構成されるもの、１０
２Ａ〜１０２Ｅは各軸Ａ−Ｅに対応した駆動回路であり
、指令パルスＰｉとモータ１００Ａ−１００Ｈの位置検
出器（図示せず）から与えられるフィードバックパルス
ＦＰとの差（誤差）を演算し記憶する誤差演算記憶部（
エラーカウンタ）１１２Ａ−１１２Ｅと、エラーカウン
タの誤差Ｅｒをアナログ量に変換して速度指令Ｖｃを発
するデジタル働アナログ（ＤＡ）変換器１１３Ａ〜１１
３Ｅと、速度指令Ｖｃとモータ１ＯＯＡ〜１ＯＯＥの速
度検出器（図示せず）から与えられた実速度ＴＳＡとの
差を出力する速度制御回路１１４Ａ〜１１４Ｅで構成さ
れるものである。尚、簡単のためパルス分配部１０１Ｂ
−１０１Ｅ、駆動回路１０２Ｂ−１０２Ｅには図では係
るパルス分配器等を図示していない。１０３はロボット
制御部でアリ、マイクロコンピュータで構成され、後述
する制御プログラムに基いて演算処理する演算回路（プ
ロセッサ）１０４と、制御プログラム及びその他必要な
パラメータを格納するプログラムメモリ１０５と、制御
データや演算データを格納するデータメモリ１０６と、
教示ボタンやその他操作ボタン、状態表示器を有する操
作盤１０７と、各軸のパルス分配部１０１Ａ−１０１Ｅ
とデータのやりとりを行なう人出力ボート１０８Ａ−１
０８Ｅと、これらを接線するアドレス・データバス１０
９とから構成されている。プログラムメモリ１０５に格
納される制御プログラムとしては、制御データを実行し
て各軸のモータを位置制御するための位置制御プログラ
ムと、教示モード指令に応じてジョグボタンの送りに応
じて各軸を移動制御するとともに教示された制御データ
を作成する教示制御プログラムを含む。
次に、第６図実施例構成の動作を説明すると、通常の運
転モードでは、既に教示又は他の主制御装置から与えら
れ、データメモリ１０６に格納された制御データ（教示
点Ｐ１〜Ｐｇ＋Ｑｔ〜Ｑ５、指令速度Ｆ）をプロセッサ
１０４はプログラムメモリ１０５の位置制御プログラム
に従い順次読出す。
転モードでは、既に教示又は他の主制御装置から与えら
れ、データメモリ１０６に格納された制御データ（教示
点Ｐ１〜Ｐｇ＋Ｑｔ〜Ｑ５、指令速度Ｆ）をプロセッサ
１０４はプログラムメモリ１０５の位置制御プログラム
に従い順次読出す。
即ち、プロセッサ１０４は、補間演算のため、各教示点
Ｐ＋ −” ！ ＋ Ｑ ｔ〜Ｑ５から中心角θ１、β
２を演算により求め、円弧Ｐ）Ｐｇの長さｍを演算する
。次にプロセッサ１０４は前述の第（５）式、第（６）
式、第（７）式よりΔθ１を演算し、各補間点Ｐｉの位
置ベクトルＳｉを求める。次に第（８）式、第（９）式
よりΔθ２を演算し、各補間点Ｑｉの位置ベクトルＲ４
を求め、しかる後、第（１０）式より傾斜ベクトルＱを
求め７、ｒｉを用いて関節座標系の座標（動作軸の動作
角）に変換し、各入出力ボート１０８Ａ−１０８Ｅにバ
ス１０９を介し送り込む。例えば、Ａ軸の移動量（動作
角）がαｌと算出されると、プロセッサ１０４は移動量
αｊの内規定量Δαだけ出力し、パルス分配器１１０Ａ
がΔα分の分配ノ々ルスを出力し終ると出力する分配完
了信号ＤＥＮを入出力ボート１０８Ａ、バス１０９から
受け、次の規定量Δαを出力する。以下同様に分配完了
信号ＤＥＮの受信、Δαの出力を繰返し、全体としてα
ｌの指令を行なう。他の軸Ｂ−Ｅに対しても同様である
。パルス分配器１１０ＡはΔαが指令されればｎちにパ
ルス分配演算を行ない分配パルスＰｓを出力する。この
分配パルスＰｓは加減速回路１１１Ａを介して指令パル
スＰ１となり、エラーカウンタ１１２Ａに入力され、エ
ラーカウンタ１１２Ａの内容を正方向（又は負方向）に
１つずつ更新する。これにより、エラーカウンタ１１２
Ａの内容は零でなくなるがら、ＤＡ変換器１１３Ａはこ
れをアナログ電圧に変換し、速度制御回路１１４Ａを介
してモータ１００Ａを回転し、ｆ−首ＨＤをＡ輛を中心
に回転せしめる。モータエ００Ａが回転すれば、位置検
出器からモータ１００Ａの所定回転毎に１個のフィード
バックパルスＦＰが発生する。このフィードバックパル
スＦＰが発生する毎にエラーカウンタ１１２Ａの内容は
−１ずつ１戚算されて更新ネれる。又、モータ１００Ａ
の実速度ＴＳＡは速度検出器から与えられ、速度制御回
路１１４Ａで速度指令Ｖｃとの差が取られ、モータエＯ
ＯＡは速度制御される。このようにして七〜り１００Ａ
は速度及び位置制御され、目標位置に回転移動する。他
軸Ｂ−Ｅに対しても同様にモータ１００Ｂ〜１００Ｅが
制御され、プロセッサ１０４は位置制御プログラムに従
い−に述の動作を繰返し工業用ロボットを制御データに
従って各補間点に移動させ、工業用ロボットのトーチ先
端を円弧移動制御する。
Ｐ＋ −” ！ ＋ Ｑ ｔ〜Ｑ５から中心角θ１、β
２を演算により求め、円弧Ｐ）Ｐｇの長さｍを演算する
。次にプロセッサ１０４は前述の第（５）式、第（６）
式、第（７）式よりΔθ１を演算し、各補間点Ｐｉの位
置ベクトルＳｉを求める。次に第（８）式、第（９）式
よりΔθ２を演算し、各補間点Ｑｉの位置ベクトルＲ４
を求め、しかる後、第（１０）式より傾斜ベクトルＱを
求め７、ｒｉを用いて関節座標系の座標（動作軸の動作
角）に変換し、各入出力ボート１０８Ａ−１０８Ｅにバ
ス１０９を介し送り込む。例えば、Ａ軸の移動量（動作
角）がαｌと算出されると、プロセッサ１０４は移動量
αｊの内規定量Δαだけ出力し、パルス分配器１１０Ａ
がΔα分の分配ノ々ルスを出力し終ると出力する分配完
了信号ＤＥＮを入出力ボート１０８Ａ、バス１０９から
受け、次の規定量Δαを出力する。以下同様に分配完了
信号ＤＥＮの受信、Δαの出力を繰返し、全体としてα
ｌの指令を行なう。他の軸Ｂ−Ｅに対しても同様である
。パルス分配器１１０ＡはΔαが指令されればｎちにパ
ルス分配演算を行ない分配パルスＰｓを出力する。この
分配パルスＰｓは加減速回路１１１Ａを介して指令パル
スＰ１となり、エラーカウンタ１１２Ａに入力され、エ
ラーカウンタ１１２Ａの内容を正方向（又は負方向）に
１つずつ更新する。これにより、エラーカウンタ１１２
Ａの内容は零でなくなるがら、ＤＡ変換器１１３Ａはこ
れをアナログ電圧に変換し、速度制御回路１１４Ａを介
してモータ１００Ａを回転し、ｆ−首ＨＤをＡ輛を中心
に回転せしめる。モータエ００Ａが回転すれば、位置検
出器からモータ１００Ａの所定回転毎に１個のフィード
バックパルスＦＰが発生する。このフィードバックパル
スＦＰが発生する毎にエラーカウンタ１１２Ａの内容は
−１ずつ１戚算されて更新ネれる。又、モータ１００Ａ
の実速度ＴＳＡは速度検出器から与えられ、速度制御回
路１１４Ａで速度指令Ｖｃとの差が取られ、モータエＯ
ＯＡは速度制御される。このようにして七〜り１００Ａ
は速度及び位置制御され、目標位置に回転移動する。他
軸Ｂ−Ｅに対しても同様にモータ１００Ｂ〜１００Ｅが
制御され、プロセッサ１０４は位置制御プログラムに従
い−に述の動作を繰返し工業用ロボットを制御データに
従って各補間点に移動させ、工業用ロボットのトーチ先
端を円弧移動制御する。
プロセッサ１０４は、各補間点の演算毎にＩＺ述の動作
を繰返し、最終的にトーチのねらい角を制御しつつトー
チ先端を円弧移動制御する。
を繰返し、最終的にトーチのねらい角を制御しつつトー
チ先端を円弧移動制御する。
（発明の効果）
以」二説明したように、本発明によれば、複数の動作軸
を有する工業用ロボットの手首に取イづけられた作業部
材の先端を円弧移動制御する工業用ロボットの円弧制御
法において、該作業部材先端の該円弧移動制御のための
複数の教示点から該作業部材先端及び根元の対応点を得
、作業部材先端の複数の対応点から補間により作業部材
先端の補間点を求めるとともに作業部材根元の複数の対
応点から補間により該作業部材根元の捕間点を求め、該
求めた両補間点から該動作軸の指令φを得るようにして
いるので、作業部材のねらい角（姿勢）も制御すること
がＵ（能となるという効果を奏する。しかも、補間によ
って実現できるので、容易に達成しうるという効果も奏
する。
を有する工業用ロボットの手首に取イづけられた作業部
材の先端を円弧移動制御する工業用ロボットの円弧制御
法において、該作業部材先端の該円弧移動制御のための
複数の教示点から該作業部材先端及び根元の対応点を得
、作業部材先端の複数の対応点から補間により作業部材
先端の補間点を求めるとともに作業部材根元の複数の対
応点から補間により該作業部材根元の捕間点を求め、該
求めた両補間点から該動作軸の指令φを得るようにして
いるので、作業部材のねらい角（姿勢）も制御すること
がＵ（能となるという効果を奏する。しかも、補間によ
って実現できるので、容易に達成しうるという効果も奏
する。
従って、ねらい角を連続的に滑らかに制御できるから、
特に溶接ロボットに適用した場合溶接条件を均一・に制
御できる。
特に溶接ロボットに適用した場合溶接条件を均一・に制
御できる。
尚、本発明を一実施例により説明したが、本発明は子連
の実施例に限定されることなく本発明の１ヨ旨に従い種
々の変形が可能であり、これらを未発明の範囲から排除
するものではない。
の実施例に限定されることなく本発明の１ヨ旨に従い種
々の変形が可能であり、これらを未発明の範囲から排除
するものではない。
第１図は」二業用ロボットの構成図、第２図はねらい角
制御の説明図、第３図は従来の円弧制御法の説明図、ｆ
ＪＳ４図は未発り１による円弧制御法の説＋４ｑ図、第
５図は１・−チ取何図、第６図は第４図方法の実現のた
めの−・実施例ブロック図である。 図中、ＨＤ・・・手首、ＡＲＭ・・・アーム、ＢＤ・・
・ボデ＜、ＢＳ・・−ベース、ＴＣ・・・トーチ（作業
部材）Ａ 、 Ｂ 、 Ｃ、Ｄ 、 Ｅ ・・・動作軸
、１００Ａ−１００Ｅ・・・モータ、１０３・・・ロボ
ット制御装置、ｌＯ４・・・プロセッサ。 特許出願人 フ ァ す 、り株式会社代 理 人
弁理士 辻 實 外 １名第２図 （Ａ）（Ｂ）
制御の説明図、第３図は従来の円弧制御法の説明図、ｆ
ＪＳ４図は未発り１による円弧制御法の説＋４ｑ図、第
５図は１・−チ取何図、第６図は第４図方法の実現のた
めの−・実施例ブロック図である。 図中、ＨＤ・・・手首、ＡＲＭ・・・アーム、ＢＤ・・
・ボデ＜、ＢＳ・・−ベース、ＴＣ・・・トーチ（作業
部材）Ａ 、 Ｂ 、 Ｃ、Ｄ 、 Ｅ ・・・動作軸
、１００Ａ−１００Ｅ・・・モータ、１０３・・・ロボ
ット制御装置、ｌＯ４・・・プロセッサ。 特許出願人 フ ァ す 、り株式会社代 理 人
弁理士 辻 實 外 １名第２図 （Ａ）（Ｂ）
Claims (3)
- （１）複数の動作軸を有する工業用ロボットの手首に取
イゴけられた作業部材の先端を円弧移動制御する工業用
ロボットの円弧制御法において、該作業部材先端の該円
弧移動制御のための複数の教示点から該作業部材先端及
び根元の対応点を得、作業部材先端の対応点から補間に
より作業部材先端の補間点を求めるとともに作業部材根
元の複数の対応点から補間により該作業部材根元の補間
点を求め、該求めた両補間点から該動作軸の指令量を得
ることを特徴とする工業川口ボットの円弧制御法。 - （２）手首面上の所定点Ｑｔを基準にして手首の所定回
転角における作業部材の先端位置と根元位置を予め記憶
させておき１作業部材の先端を各教示点に所定のねらい
角で位置決めして各教示点における手首−Ｌの所定点Ｑ
ｔの位置及び手首回転角を教示データとして記憶させ、
該教示データと前記所定点Ｑｔを基準にした先端位置及
び根元位置とを用いてロボット座禮系における作業部材
の先端位置と根元位置を求め根元と先端の教示点とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の工業
用ロボットの円弧制御法。 - （３）作業部材先端の３つの教示点を結ぶ円弧上と作業
部材根元の３つの教示点を結ぶ円弧トであって所定時刻
における対応点を求め、各対応点を結ぶ傾斜ベクトルと
作業部材先端の該対応点とを用いてロボットを制御する
ことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のに業
用口ボ・ントの円弧制御法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092825A JPS59218513A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 工業用ロボツトの円弧制御法 |
| PCT/JP1984/000268 WO1984004828A1 (en) | 1983-05-26 | 1984-05-25 | Method of controlling industrial robot along arc |
| US06/700,706 US4698777A (en) | 1983-05-26 | 1984-05-25 | Industrial robot circular arc control method for controlling the angle of a tool |
| EP84902069A EP0144442B1 (en) | 1983-05-26 | 1984-05-25 | Method of controlling industrial robot along arc |
| DE8484902069T DE3483823D1 (de) | 1983-05-26 | 1984-05-25 | Verfahren zum steuern eines industriellen roboters entlang einem bogen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58092825A JPS59218513A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 工業用ロボツトの円弧制御法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59218513A true JPS59218513A (ja) | 1984-12-08 |
Family
ID=14065205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58092825A Pending JPS59218513A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 工業用ロボツトの円弧制御法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4698777A (ja) |
| EP (1) | EP0144442B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59218513A (ja) |
| DE (1) | DE3483823D1 (ja) |
| WO (1) | WO1984004828A1 (ja) |
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| CN104070523A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 深圳市生命之泉科技发展有限公司 | 基于空间坐标转换的工业机器人实时圆弧插补实现方法 |
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- 1984-05-25 WO PCT/JP1984/000268 patent/WO1984004828A1/ja active IP Right Grant
- 1984-05-25 US US06/700,706 patent/US4698777A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-05-25 EP EP84902069A patent/EP0144442B1/en not_active Expired
- 1984-05-25 DE DE8484902069T patent/DE3483823D1/de not_active Expired - Lifetime
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