JPS59229614A - ロボツト制御装置 - Google Patents

ロボツト制御装置

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JPS59229614A
JPS59229614A JP10337583A JP10337583A JPS59229614A JP S59229614 A JPS59229614 A JP S59229614A JP 10337583 A JP10337583 A JP 10337583A JP 10337583 A JP10337583 A JP 10337583A JP S59229614 A JPS59229614 A JP S59229614A
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JP
Japan
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robot
coordinate conversion
coordinate transformation
control device
section
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JP10337583A
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JPH0420203B2 (ja
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Yoshito Kato
加藤 由人
Masao Kawase
昌男 川瀬
Makoto Asada
麻田 真
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/408Numerical 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 data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
    • G05B19/4086Coordinate conversions; Other special calculations
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36503Adapt program to real coordinates, software orientation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は作業ロボットの制mowに関するものである
近年、各種の製造作業をロボットによって行なわせる傾
向が顕著になっていることは、周知の通りであるが、作
業ロボットが対象とする作業内容は多種にわたるので、
作業内容に応じて作業ロボットを選択する場合、既設の
作業ロボットが動作速度、可搬重量、作動範囲、精度等
の条件を満足せず、対象とする作業を実行できない場合
がある。
また前記の条件を満足する新規の作業ロボットを導入し
得るとしても、過剰な機能を有し、コストが高い場合が
多く、かつロボットのメーカーによって制御プログラム
の内容および使用言語と制御装置の操作方法、m橢とが
異なる場合があるので、保全のための予備品が多くなり
、データの表示も異なるなど、作楽者に対する負担が多
くなるとともに、安全性を阻害する等の問題があった。
すなわち作業ロボットの形式として関節形、円筒座標形
、極座標形、直交座標形等が知られているが、これら各
形式の作業ロボットにおけるアームは、複数の回転軸を
組合わせた構成、旋回釉と回転軸とを組合わせた構成、
さらには直動軸と回転軸ならびに旋回軸とを組合わせた
構成であるなど、駆動軸の形式およびその数が異なる。
したがって各駆動軸を動作させるための制御装置特に制
御プログラムは、その出力信号によっ−C前記各駆動軸
を動作させるのであるから、制御装置と作業ロボットと
は一対一に対応しており、駆動軸の形式やその数すなわ
ち作業口ボッ1〜の形式が相違すれば、l1iIJ卯装
置を変える必要がある。ここで経li8制謔方式を採用
した制御装置の一例を第1図に基づいて説明すると、教
示機能によって作業口ボッ1〜1の動作内容を動作プロ
グラム2として記憶した記憶部3から動作指令が送られ
、その動作指令に基づいて軌跡発生部4では動作経路を
決定するとともに補間演算を行ない位置データを算出す
る。さらにその位置データを座標変換部5に送ることに
よって、座標変換部5では軌跡発生部4で算出した位n
データ通りに動作させるべく作業ロボット1のアームに
設けられた駆動軸の動作内容を作業ロボット1の形式に
従った演算方式で計算するとともに、各駆動軸に取f]
けられたアクチュエータを制nするサーボコントロール
部6に信号を出力する。サーボコントロール部6ではそ
の出力信号に基づいてアクチュエータを制御し、作業ロ
ボット1の動作精度を向上させるため通常フィードバッ
ク制御を行なう。したがってサーボコントロール部6に
出力される出力信号は、作業ロボット1の形式に応じた
演算方式で粋出されるから、制御装置の座標変換部5と
作業口ボッt−iの形式とは一体不可分の関係にある。
しかるに従来では、w1鮪装餠内の座標変換部が作業ロ
ボットの形式に応じた1種類の演算方式しか記憶してい
なかったため、既設の作f!#[]ポボッをリプレース
する場合などにおいては、作業ロボットの形式に対応し
ない演算形式を記憶した制御装置をもリプレースする必
要があるとともに、動作プログラムをも変更する必要が
ある。したがりて従来では、ロボットに行なわせるべき
作業の種類が多いことと相俟って使用する作業ロボット
の形式の種類が多くなり、それに伴って制tri装置の
種類が増え、その結果作業ロボットの保全作業が困難に
なったり、保全のための予備品の種類が多くなったりす
るなどの問題が生じていた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、様々な
形式の作業ロボットを制御することができる制御装置を
提供゛す゛ることを目的とするものである。そしてこの
発明は、ロボットの動作内容を記憶した記憶部と、記憶
部からの動作指令に基づいて動作経路の判断および補間
演算を行なう軌跡発生部と、軌跡発生部で算出した座標
をロボッl−の形式に従った演算方式でlit I t
lる座標変換部と、座標変換部からの出力信号に基づい
てロボットアームの各駆動軸を動作させるサーボコン1
〜ロール部とを有するロボソ1−制帥装訂にJ3いて、
前記り探度換部が1コボツトの形式に対応するFjJI
l’X方式を記憶させた複数の種類の座標変換演算部と
、形式の異なる各ロボットのアーム長さ等のデータを前
記座標変換演算部に対応させて入力可能なデータ部とを
有し、かつ使用するロボットの形式に応じた座標変換演
算部とデータ部とを選択可能な構成であることを特徴と
するものである。
以下にこの発明の実施例を第2図ないし第5図を参照し
て説明する。第2図はこの発明の一実施例を示し、記憶
部3に記憶された動作プログラム2に基づいて作業ロボ
ット1を動作させる制御装@7@を示している。その制
御装N7の構成は、第3肉に示すように記憶部3と、軌
跡発生部4と、座標変換部8と、サーボコントロール部
6とからなる。すなわち記憶部3は、ティーチングボッ
クス9によってデータを入力して記憶したり、直接教示
方式いわゆるティーチングによって作業ロボット1が行
なう作業内容を動作プログラム2として記憶するととも
に、記憶内容すなわち動作プログラム2の情報を順次動
作指令として軌跡発生部4に送る構成とされている。ま
た軌跡発生部4は、前記動作指令を受けて動作経路を判
断することによって動作プログラム2に示された各動作
をどのように連続的に接続するかという動作順序に関す
る制御を行なって位置データ(座標)を算出するとども
に、円弧補間あるいは直線補間を行なって作業[1ボッ
ト1の動作軌跡を設定する構成とされている。さらに座
標変換部8は、作業ロボット1の形式に対応する演算方
式を記憶した複数の種類の座標変換演算部例えば関節を
座標変換演算部10、円筒座標型座標変換演算部゛11
、極座標型座標変換演算部12と、形式の異なる各種作
業ロボット1のアーム長さを前記各関節型座標変換演算
部10.円筒座標型座標変挨演篩部11、極座標型座標
変換演算部12に対応させて入力したデータ部13.1
4.15とから構成されている。また座標変換部8は、
各座標変換演算部10,11.12と輯合わされた選択
表示部16.17.18を制御I装@7に設けられたデ
ィジタルスイッチ19あるいはティーチングボックス9
の操作により選択することによって作業ロボット1の形
式に応じた各座標変換演算部10.11.12を選択す
るとともに、前記データ部13.14.15をティーチ
ングボックス9あるいはディジタルスイッチ20の操作
によって選択し複数の機種の作業ロボット1を制御でき
る構成とされている。さらにサーボコントロール部6は
、[変換部8からの作業ロボット1の形式に応じた出力
信号に基づいて作業ロボット1の各駆動軸の動作内容を
制御する構成とされ、各駆!Il軸の動作精度を向上さ
せるため、各駆動軸に適宜に設置)られた検出器(図示
せず)からのデータに基づくフィードバック制御を有し
ている。
以上のように構成された制御装置7は以下の如く作業ロ
ボット1を制卸して動作プログラム2で指示された作業
を行なわしめる。すなわち作業ロボット1の手首を作業
者が持って所期の作業通りに動かすとともに、その動き
を記憶部3に記憶させることにより動作プログラム2を
作成する。また作業内容に応じて選択された作業ロボッ
ト1の形式が極座標形であれば、座標変換部8における
選択表示部16.17.1Bの内ティーチングボックス
9あるいは制御装置7のディジタルスイッチ19の操作
により選択表示部18を選択することによって極座標型
座標変換演算部12を選定する。また作業ロボット1の
アーム長さを記憶したデータ部15をティーチングボッ
クス9あるいはディジタルスイッチ20の操作によって
選択し作業ロボット1の機種に応じた制御を行なう。そ
して記憶部3に記憶した動作プログラム2によって指示
された動作指令を軌跡発生部4に送ると、動作指令に基
づいて作業ロボット1の動作が一連の連続した動作とな
るように計算し位置データを算出する。さらにその位置
データを座標変換して直線補間あるいは円弧補間を行な
う。例えば第5図に示すように作業ロボット1のアーム
21の先端に設けたフィンガ22の先端を直線運動させ
る場合、アーム21を構成する各駆動軸の位置データを
座標変換してPJ −とP2−どの位置データを求める
。次にこの2点Pl−P2−間の距離を計算し、補間演
算を行なう。その結果P1′とP2−との間を直線でト
レースするような補間が得られるので、この位置データ
に対し再び座標変換な行ない各駆動軸の位置データを求
める。したがってアーム21の先端P 1 % P 2
は、フィンガ22の動きを補正した軌跡をたどる。以上
の座標変換は作業ロボット1の形式に従った極座標型座
標変換部12で行なわれる。すなわちサーボコント[1
−ル部6に送る座標変換された位置データ(出力信号)
は、作業ロボット1の形式によって異なり、作業口ボッ
!・1の各駆動軸の動作内容に応じた位置データである
。こうして作業ロボット1を構成する各駆動軸の位置デ
ータが算出され、その位置データをサーボコントロール
部6に送るとともに、各駆動軸に適宜に設けられた位置
検出器からの検出値例えば位置変化量と前記位置データ
とを比較して位置データ通りに作業[]ボット1が動作
するよう各駆動軸の動作内容を制御する。
なお、上記の実施例では作業ロボットのアーム長さをデ
ータ部に配色させたが、作蒙ロボッ1〜の機構、大きさ
、動作範凹等をデータ部に記憶してもよい。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば各種
ロボットの形式に対応する座標変換の演算方式を記憶し
たili’J!I]装置であるから、多種の形式の作業
ロボットを単一の制御!lI装置で制御できる。
その結果同じ制御装置を用いて作業内容に最適な作業ロ
ボットを選択できる。また最適な作業ロボットを使用す
ることにより不必要な肩部を有する作業ロボットの使用
を回避できるから、作業の高速化1作業の信頼度の向上
、コストの低下等を実現できる。さらにティーチングボ
ックスあるいは制御装置のディジタルスイッチの操作に
よってデータ部に記憶したアーム長さ、動作範囲、各部
寸法、作業ロボットの機構等を選択できるとした場合に
は、作業ロボットの形式のみならず同一形式の各機種に
対応した制御方式の選択が容易にできる。また1台の制
御装置で多種の作業ロボットを制御できるため、制御1
]装置の標準化を図ることができる。それに伴い制御装
置の捏作方法の標準化および保守点検の標準化等が達成
できるとともに、安全性が向上する等の効果が得られる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の制御装置の概略的な系統図、第2図はこ
の発明の一実施例を示tm略的な斜視図、第3図はこの
発明の制御装置の概略的な系統図、第4図は座標変換部
のプログラム内容を模式化して示す概略図、第5図は直
線?1i問における作業ロボットのアームの軌跡を示す
縮図である。 1・・・作業ロボット、 2・・・動作プログラム、 
3・・・記憶部、 4・・・軌跡発生部、 6・・・サ
ーボコントロール部、 7・・・制御@胃、 8・・・
座標変換部、10.11.12・・・座標変換演算部、
 13.14.15・・・データ部。 出願人  トヨタ自動車株式会社 代理人  弁理士 豊 1)武 久 (ほか1名) 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロボットの動作内容を指示する動作プログラムを記憶し
    た記憶部と、記憶部からの動作指令に基づいて動作経路
    を判別しかつ補間演算を行なう軌跡発生部と、軌跡発生
    部で算出した座標の通りにロボットアームを動作させる
    べくロボットアームの駆動軸の動作内容をロボットの形
    式に従った演算方式で計算する座標変換部と、座標変換
    部からの出力信号に基づいてロボットアームの各駆動軸
    を動作させるサーボコントロール部とを有するロボット
    制御装置において、前記座標変換部が、ロボットの形式
    に対応する演q方式を記憶させた複数種類の座標変換演
    算部と、形式の異なる各ロボットのアーム長さ等のデー
    タを前記座標変換演算部に対応させて入力可能なデータ
    部とを有し、かつ使用するロボットの形式に応じた座標
    変換演算部とデータ部と4:選択可能な溝成であること
    を特徴とするロボット制御装置。
JP10337583A 1983-06-09 1983-06-09 ロボツト制御装置 Granted JPS59229614A (ja)

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JPH0420203B2 JPH0420203B2 (ja) 1992-04-02

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