JPS60214010A - 工業用ロボツトとスライダの連動制御システム - Google Patents

工業用ロボツトとスライダの連動制御システム

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JPS60214010A
JPS60214010A JP59071089A JP7108984A JPS60214010A JP S60214010 A JPS60214010 A JP S60214010A JP 59071089 A JP59071089 A JP 59071089A JP 7108984 A JP7108984 A JP 7108984A JP S60214010 A JPS60214010 A JP S60214010A
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Kazunobu Kojo
古城 和伸
Takahide Nagahama
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    • 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
    • G05B19/418Total 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] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41815Total 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] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
    • G05B19/4182Total 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] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell manipulators and conveyor only
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工業用ロボットとスライダの連動制御シス
テムに係り、化1ノに工業用ロボットとスライダとを同
時作動さセうる制御システムに関する。
−」二業用IIボットの作業空間を拡大する為に、工業
用ロボットをスライダや凹型台車など(これらはこの発
明に関し特に本9′1的差異はないので、f)1にスラ
イダと称する。)に載せたり吊り下げたりして、工業用
ロボット自体を移動可能としたシステムが開発されてい
る。このようなシステムにおいζは、工業用ロボット自
体の制御とスライダの制御とを協調させることが必要と
なる。
iL床のこの種システムでは、まずスライダにより工業
用ロボットを一つの移9+点に移動して静止さ・l、θ
くいで工業用ロボットによりそれに保持させた作業工具
を移’A+さセて作業を行わせ、工業用ロボット自体の
作業可能な空間の範囲での作業が終了すると再びスライ
ダにより工業用ロボットを次の移M点に移動し静11−
させ、その点でまた工業用シコボノトによりそれ自体の
作業可能な空間の範囲での作業を行わせ、これを順に繰
り返すことにより協調させている。
しかし上記従来システムによれば、工業用ロボットの作
4すJとスライダの作動とが交互に行われる為に、それ
ぞれの作動時間を加算しただけの作動時間が必要で、作
業時間が是くなる欠点がある。
またスライダの作動時間中には工業用ロボットの作動が
行われない為に作業か中断し、たとえば溶接や塗装作業
では仕上がりにむらをη;じるおそれがある。さらにス
ライダトでの工業用ロボットの各移り1点ごとに工業用
ロボットの作動を教示しなければならないため、オペレ
ータの負担が大きいという問題もある。
この発明は、上記のごときシステムにおいて工業用ロボ
ットとスライダとを実質的に同時に作動させることがで
きるよう改良することを目的としてなされたもので、す
なわち、スライダにより工業用ロボットを移動させかつ
その工業用ロボットに保持させた作業工具を工業用ロボ
ットによって移動させて所望の作業を行う制御システム
において、スライダを基準とした工業用ロボットの移動
点データとそれら移動点での工業用ロボットを21(i
IBとした作業工具の移動点データとに基づいて前記工
業用ロボットを基準とした作業工具の移動点データをス
ライダを基準とした作業工具の移動点データに変換する
第1のデータ変換手段と、その第1のデータ変換手段で
めたスライダを基準とした作業Jl其の移動点データに
基づいてそれら移!IJ点間のスライダを基i1+jと
した補間点データを算出する補間演算手段と、その補間
演算手段でめた1111間中、と同数の前記工業用ロボ
ットの移動点間の等分点をスライダを基〆(ちとした等
分点データとして算出する等分演算手段と、その等分演
算手段でめたスライダを基準とした等分点データに基づ
いて前記スライダを基準とした補間点データをそれら各
補間点に対応する等分点での工業用ロボットをJ1!、
(ll!とじた補間点データにそれぞれ変換する第2の
データ変換手段と、前記スライダを基準とした等分点デ
ータをトレースして工業用ロボットをスライダにより移
動させるスライダ制御手段と、および前記工業用ロボッ
トを基準とした補間点データを前記スライダ制御手段と
連動してトレースして作業工具を工業用ロボットにより
移りりjさセる工業用ロボット制御手段とを具備して構
成されてなる工業用ロボットとスライダの連動制御シス
テムを提供するものである。
上記構成の個々の手段はコンピュータ又は個別回路等を
用いることにより構成することができる。
以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明をさらに
詳説する。なお、これによりこの発明が限定されるもの
ではない。
図面において、第1図はこの発明の工業用ロボットとス
ライダの連動制御システムの一実施例の模式的な構成説
明図、第2図は第1図に示すシステムの工業用ロボット
とスライダの部分の斜視図、第3図は第1図に示すシス
テムの制御手順の主要部を示すフローチャート、第4図
は作業下14の移11!lJ軌跡と工業用ロボットの移
動軌跡の対応を示す説明図である。
第1図に示すように、システム1は、工業用ロボット2
と、その工業用ロボット2を移動さセるスライダ3と、
それら工業用ロボット2およびスライダ3を1lrll
 il+lする制御部4と、操作盤5とからも(本釣に
構成されている。スライダ3によって工業用rzボット
2を移動さセ、かつ工業用ロボット2によってその先端
に保持させた作業工具2aを移4’9rさ一已てワーク
Wに所望の作業(たとえば/8接や塗装など)を施す。
工業用しJボット2とスライダ3とは本来独立のもので
あるから各々独立の座標系を有しており、たとえば第2
図に示すように工業用ロボット2しまそれ自体に固有の
基準点Pを原点とする座標系(x、y、z)を有し、ス
ライダ3はそれ自体に固有の基(表止Uを原点とする座
標系(X)を有している。(II、 L、、第2し1に
はX方口11へ直進するスライダのみが示されているが
、スライダの移動方向が平面的又は立体的である場合に
はスライダの座標系は(x、y)又は(x、y、z)の
2次元又は:3次元で表される。
そこで第2図に示すシステムの場合、工業用ロボット2
の基準点Pの座標はスライダ3を基準2する座標系(X
)で示され、作業工具28の位置Z)で示される。
次に第3図を参照してこのシステム1の作動を説明する
が、説明の都合1−8工業用ロホノト2を基準とする座
標系のX軸とスライダ3を基準とするjlV標系のX軸
とが一致しており、またスライダ3はX方向の直進運動
のみを行うものであるとする。またワークWの3点A、
B、C’(第1図参照)を円弧補間で結んで作業を行う
ものとする。
教示すべきデータは、ワークWの3点A、B。
Cに対応する作業工具2.の移動点a、b、cおよび工
業用ロボット2の移動点P、、P、、P3である。作業
工具2aの位置は、工業用ロボット2を基準とした座標
で示され、それぞれ(Xa。
Ya、z、>、(Xi、、YI、、Zh)、(Xc。
Yc、Zc)である。また工業用ロボット2の基準点P
 (D X方向の位置は、スライダ3を括準とした座標
で示され、それぞれ(x、)、(X2 )−(x3)で
ある。さらに、再生時の位置決め時間間際Δtと、再生
速度■と、円弧補間を行うべき指示とを予め教示又は記
憶さセておく。
さて、制御部4は、コンピュータを内蔵しており、第3
図の手順に従って工業用ロボット2およびスライダ3を
制御する。なお、動作手順(ステップ)の番号をSl、
、S2□ 33. ・・・で示ず。すなわち、 (i)工業用ロボットの移動点P+、P2.P3のデー
タ(XI )、(X2 )、(X3 )を読み出ず[S
l)。
(Jl)作業工具の移動点a、b、cのデータ(x。
、Y、、Za)、(XI、、Yh、Zb)、(Xc、Y
C,ZC>を涜み出ず〔S2〕。
(iii )作業工具の移動点a、b、cのデータを、
スライダ3を基準とした座標Pat p、、、poに変
換する。スライダ3を基準とした座標系は、工業用ロボ
ット2を基準とした座標系のX軸に平行であるから、こ
の変換演算は単なる加算でよい。
そこでPa、PI、、P、のデータとして(xa+xI
、Yn、Z&)、 (XI、+x2.Y、1−2Zし)
= (X(+X3 、Yc + Zc )が得らレル〔
S3〕 。
(1v)肖られたP a 、P(、、、PCのデータか
ら公知の円弧補間法によってPaと25間の補間点。。
(1≦m≦n)のデータ(X、、 Yl、l、z、n)
を算出する〔S4〕。
なお、これらデータは前記の如くスライダ3を基準とし
た座標系である。またnの値は、移動点P、lとPトの
間の円弧長さしをΔtxyで除し、その商を整数化した
値Mより1少ない値となる。
(V)得られた補間点Qn、(1≦m≦n)の数nと同
数の、工業用ロボット2の移動点P、とP2間の等分点
Rm (1≦m≦n) のデータ(Dm)をめる。
これには、まず移動点P、Iと25間が補間点部て分割
される数Mを、M = n + lでめるが又は前記の
ようにL/(Δtxy)を整数化してめ、次にそのMに
より次式の演算を行う。
Dm =m (X2 Xl ) /M (1≦m≦n)
なお、第4図は補間点Q、nと等分点R□との関係を示
している〔S5〕。
(vi)il/られたデータDmを用いて、先に得た補
間点Q、IのデータCX、、Y、n、Z、)を工業用ロ
ボット2を基準とした14I標系に変換する。これは前
記(iii )で述べたと同じ理由により屯なる減算を
すればよい。これにより工業用ロボット2を基準とした
座標系の補間点C□ (1≦m≦n)のデータ(X、−
Dm、Ym、Zm)が得られる〔S6〕。
(vii )スライダ3にΔを間隔でデータ(Dm)を
送り、工業用ロボット2を移動させる。Δを時間の移り
J量は常に(x2−Xl )/Mであるから、速度(X
2 Xl )/ (MXΔt)の等速移動を行わゼるこ
とと同一である。〔S7〕。
(viIi)スライダ3の作動スタートと同期して、Δ
を間隔で工業用ロボット2に補間点Cmのデータ(x−
Dml Ym、Z、)を送り、作業工具2.lを移りJ
させる。スライダによる工業用ロボット2の移動量と工
業用ロボット2による作業工具2゜の移動量とが合成さ
れる軌跡をたどって作業工具2aは移動することになる
が、これは移動点P。
とPl、間の円弧に外ならない〔S8〕。
(ix)以上のようにして移動点Pトに作業工具2.1
が到達したら、次に移動点PしとP。間について上記(
iv) 〜(vii)を繰り返せば移4すJ点PしとP
間についての作業が行われる。最後の移動点PCに到達
したら、任意に次の処理に移行する[S9〕。
上記(i)〜(IX)の処理によってワークWの3点A
、B、C(第1図参照)を円弧補間で結んで作業が行わ
れることになる。なお、ステップS3の部分が第1の変
換手段に、ステップS4の部分が補間演算手段に、ステ
ップS5の部分が等分演算手段に、ステップS6の部分
が第2のデータ変換手段に、ステップS7の部分がスラ
イダ制御手段に、ステップS8の部分が工業用ロボット
制御手段に対応する。
また−ト記実施例ではスライダ3が直進運動のみを行う
場合について説明したが、スライダが平面的又は立体的
運M機能を有するものである場合には、Y方向さらには
Z方向についても上記(i)〜(1x)の順序を繰り返
すことにより連動制御が可能となる。さらに上記実施例
ではスライダ3の運1駁方向Xと、工業用ロボット2の
座標軸Xとを合致さセたが、それらが方向的に異なる場
合や、一定の偏心を有する場合には、周知の変換処理を
施すことにより、基本的には一ト記(1)〜(iに)の
手順の繰り返しに置換することが可能である。
他の実施例としては、工業用ロボットの2つの移動点間
の補間データ等を得る演算とその演算データによる作業
とを交互、に行わずに、複数の移動点について前記演算
をまとめて行ってそのデータをメモリに記憶しておき、
そのデータに基づいて連続して作業を行うものや、更に
小区間分先行するデータについて工業用ロボットの作業
に先立って処理を先行さセるものなどが挙げられる。こ
の発明は、溶接用や塗装用やグラインダ作業用、シーリ
ング作業用など幅広い工業用ロボットに適用可能である
以上の説明から理解されるように、この発明の工業用ロ
ボットとスライダの連動制御システムは、スライダによ
り工業用ロボノI・を移動させかつその工業用ロボット
に保持させた作業工具を工業用ロボットによって移動さ
せて所望の作業を行う制御システムにおいて、スライダ
を基準とした]工業用ロボットの移動点データとそれら
移動点での工業用ロボットを基準とした作業工具の移動
点データとに基づいて前記工業用ロボットを基準とした
作業工具の移動点データをスライダを基準とした作業工
具の移動点データに変換する第1のデータ変換手段と、
その第1のデータ変換手段でめたスライダを基準とした
作業工具の移動点データに括づいてそれら移動点間のス
ライダを基準とした補間点データを算出する補間演算手
段と、その補間演算手段でめた補間点と同数の前記工業
用ロボットの移動点間の等分点をスライダを基準とした
等分点データとして算出する等分演算手段と、その等分
演算手段でめたスライダを基準とした等分点データに基
づいて前記スライダを基準とした補間点データをそれら
各補間点に対応する等分点での工業用ロボットを基準と
した補間点データC5二それぞれ変換する52のデータ
変換手段と、前記スライダを基準とした等分点データを
トレースして工業用ロボットをスライダにより移動させ
るスライダ制御手段と、および前記工業用ロボ・71・
を基2+Bとした補間点データを前記スライダ制御手段
と連動してトレースして作業工具を工業用ロボッ1−に
より移動させる工業用ロボット制御手段とを具備したこ
とを特徴とするものであり、これによって次のような効
巣が胃られる。
シ1.工業用ロボノ(・とスライダの同時並行運転が可
能になり、作業時間が 短縮され、生産1)1が向−F
する。また、作業の中断が抑制されるから、製品 の品
質も向上する。
b、工業用ロボットの移動点ごとに作業工具の移動範囲
を教示しなくても、作業工具の移動点を教示すれば足り
るから、教示のためのオペレータの負担が大幅に軽減さ
れる。
C,スライダを等速制御しうるから、比較的に制御が容
易である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の工業用ロボットとスライダの連動制
fallシステムの一実施例の模式的な構成説明ヌ1、
第2図は第1121に示すシステムの工業DIロボット
とスライダの部分の斜視図、第3図は第1図に示すシス
テムの制御手順の主要部を示すフローチャー1・、第4
1には作業工具の移動軌跡と工業用ロボットの移動軌跡
の対応を示す説明図である。 (符号の説明) 1・・・工業用ロボットとスライダの連動制御システム 2・・・工業用ロボット 2.l・・・作業工具3・・
・スライダ 4・・・制御部 5・・・操作盤 S3・・・第1の変換手段に対応するステップS4・・
・補間演算手段に対応するステップS5・・・等分演算
手段に対応するステップS6・・・第2の変換手段に対
応するステップS7・・・スライダ制御手段に対応する
ステップS8・・・工業用ロポ・7ト制御手段 に対応するステップ。 第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、スライダにより工業用ロボットを移動させかつその
    ]工業用ロボットに保持させた作業工具を工業用ロボッ
    トによって移動させて所望の作業を行う制御システムに
    おいて、 (i)スライダを基準とした工業用ロボットの移動点デ
    ータとそれら移動点での工業用ロボットを基準とした作
    業工具の移動点データとに基づいて、前記工業用ロボッ
    トを基準とした作業工具の移り3点データをスライダを
    基準とした作業工具の移動点データに変換する第1のデ
    ータ変換手段、(11)その第1のデータ変換手段でめ
    たスライダを基準とした作業工具の移動点データに基づ
    いて、それら移りj点間のスライダを基準とした補間点
    データを算出する補間演算手段、 (iii )その補間演算手段でめた補間点と同数の前
    記工業用ロボットの移動点間の等分点をスライダを基準
    とした等分点データとして算出する等分演算手段、 (iv )その等分演算手段でめたスライダを基慴とし
    た等分点データに基づいて、前記スライダを基準とした
    補間点データをそれら各補間点に対応する等分点での工
    業用ロボットを基準とした補間点データにそれぞれ変換
    する第2のデータ変換手段、 (v)前記スライダを基準とした等分点データをトレー
    スして工業用ロボットをスライダにより移動させるスラ
    イダ制御手段、および (vl)前記工業用ロボットを基準とした補間点データ
    を前記スライダ制御手段と連動してトレースして作業工
    具を工業用ロボットにより移動させる工業用ロボット制
    御手段、 を具備したことを特徴とする工業用ロボットとスライダ
    の連動制御システム。
JP59071089A 1984-04-09 1984-04-09 工業用ロボツトとスライダの連動制御システム Granted JPS60214010A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04123403U (ja) * 1991-04-22 1992-11-09 株式会社明電舎 ロボツト制御装置
JP2009034741A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Nachi Fujikoshi Corp ロボットシステム制御装置
JP2012045636A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Yaskawa Electric Corp ロボットおよび補間方法

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JP2012045636A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Yaskawa Electric Corp ロボットおよび補間方法

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