JPS61138308A - 産業用ロボツトの調節装置および方法 - Google Patents
産業用ロボツトの調節装置および方法Info
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- JPS61138308A JPS61138308A JP60267048A JP26704885A JPS61138308A JP S61138308 A JPS61138308 A JP S61138308A JP 60267048 A JP60267048 A JP 60267048A JP 26704885 A JP26704885 A JP 26704885A JP S61138308 A JPS61138308 A JP S61138308A
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- 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
- G05B19/19—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 positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41244—Dead band, zone
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- G05B2219/30—Nc systems
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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〕
本発明は産業用ロボットの調節装置および方法に関する
。
。
複数の自由度を有する産業用ロボットの運転の際には、
アームのハンド／ワークポイントに関して位置制御から
位置調節へ移行すること、すなわちハンド／ワークポイ
ントに関するセンサデータを調節ループを閉じるように
負帰還し、たとえば産業用ロボットの軸角度だけでなく
目標値を設定することがますます不可欠であることが明
らかになっている。第１に、位置制御は、プログラムさ
れたロボットアームの運動に対して高い反復精度が得ら
れるべき場合には、高価な機械的および駆動技術的構造
を必要とする。第２に、プロセスに関係する軌道補正が
可能でなければならない。
アームのハンド／ワークポイントに関して位置制御から
位置調節へ移行すること、すなわちハンド／ワークポイ
ントに関するセンサデータを調節ループを閉じるように
負帰還し、たとえば産業用ロボットの軸角度だけでなく
目標値を設定することがますます不可欠であることが明
らかになっている。第１に、位置制御は、プログラムさ
れたロボットアームの運動に対して高い反復精度が得ら
れるべき場合には、高価な機械的および駆動技術的構造
を必要とする。第２に、プロセスに関係する軌道補正が
可能でなければならない。
アームのハンド／ワークポイントを目標軌道に沿って運
動させ得る産業用ロボットを調節するための装置であっ
て、 ａ）ロボットに無関係な座標内の一連の軌道点を予め与
えるための内挿ユニットと、 ｂ）ロボットに無関係な座標をロボットに基準をおく座
標に変換するための第１の変換ユニットと、 Ｃ）産業用ロボットの自由度を予め設定するための、ロ
ボットに基準をおく座標を処理する位置調節器と、 ｄ）ハンド／ワークポイントの実際または相対位置を捕
捉するためのセンサと、 ｅ）ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベク
トルを発生するためのセンサデータ処理ユニットと、 ｆ）ｉｌ１節ループを閉じるようにこの補正ベクトルを
負帰還するための負帰還枝路と を含んでいるシステムはたとえばドイツ連邦共和国特許
出願公開第３２４４３０７号明細書または雑誌［インド
リストリー−アンツァイガー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ−Ａ
ｎｚｅｉｇｅｒ） 、ｌ Ｏ６（１９８４） ２３、第
３１頁および後述するように本明細書の第３図に概要を
示されている。
動させ得る産業用ロボットを調節するための装置であっ
て、 ａ）ロボットに無関係な座標内の一連の軌道点を予め与
えるための内挿ユニットと、 ｂ）ロボットに無関係な座標をロボットに基準をおく座
標に変換するための第１の変換ユニットと、 Ｃ）産業用ロボットの自由度を予め設定するための、ロ
ボットに基準をおく座標を処理する位置調節器と、 ｄ）ハンド／ワークポイントの実際または相対位置を捕
捉するためのセンサと、 ｅ）ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベク
トルを発生するためのセンサデータ処理ユニットと、 ｆ）ｉｌ１節ループを閉じるようにこの補正ベクトルを
負帰還するための負帰還枝路と を含んでいるシステムはたとえばドイツ連邦共和国特許
出願公開第３２４４３０７号明細書または雑誌［インド
リストリー−アンツァイガー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ−Ａ
ｎｚｅｉｇｅｒ） 、ｌ Ｏ６（１９８４） ２３、第
３１頁および後述するように本明細書の第３図に概要を
示されている。
すなわち、内挿ユニットＩＰＯからロボットに無関係な
（直角）座標で順次に予め与えられる軌道点（たとえば
直角座標での動径ベクトルＸ）が内挿ユニットＩＰＯの
サイクル（内挿サイクル周波数＝ｆｙ）で変換ユニット
Ｔ１によりロボットを基準におく座標（たとえば軸角度
）に変換されて、位置調節器りに与えられる。そのサイ
クル周波数ｆＬは、内挿サイクルの範囲内で段階付けら
れた目標値設定を産業用ロボッ）ＩＲの駆動部に与えて
、産業用ロボットＴＲのアーム要素の（たとえば速度お
よび加速度に関しても）制御された運動を生じさせるた
め、内挿サイクル周波数ｆ■の数倍である。センサＳは
ハンド／ワークポイン）Ｔ−ＩＰ／ＡＰの実際または相
対位置（たとえば加工物、溶接線などに対する相対位置
）を捕捉し、またセンサデータ処理ユニットＶはセンサ
信号且からロボットに無関係な座標系内で定義された補
正ベクトル立を発生し、それが調節ループを閉じるよう
に負帰還される。
（直角）座標で順次に予め与えられる軌道点（たとえば
直角座標での動径ベクトルＸ）が内挿ユニットＩＰＯの
サイクル（内挿サイクル周波数＝ｆｙ）で変換ユニット
Ｔ１によりロボットを基準におく座標（たとえば軸角度
）に変換されて、位置調節器りに与えられる。そのサイ
クル周波数ｆＬは、内挿サイクルの範囲内で段階付けら
れた目標値設定を産業用ロボッ）ＩＲの駆動部に与えて
、産業用ロボットＴＲのアーム要素の（たとえば速度お
よび加速度に関しても）制御された運動を生じさせるた
め、内挿サイクル周波数ｆ■の数倍である。センサＳは
ハンド／ワークポイン）Ｔ−ＩＰ／ＡＰの実際または相
対位置（たとえば加工物、溶接線などに対する相対位置
）を捕捉し、またセンサデータ処理ユニットＶはセンサ
信号且からロボットに無関係な座標系内で定義された補
正ベクトル立を発生し、それが調節ループを閉じるよう
に負帰還される。
その際に留意すべきことは、補正ベクトルＳを暗示的に
それぞれすぐ次に内挿ユニットＴＰＯから予め与えられ
る軌道点Ｘによりロボットを基準におく座標系に変換す
るため、負帰還枝路が変換ユニットＴＩの入力端におけ
る１つの加算点Σに与えられていることである。しかし
、この種の負帰還は、ハンド／ワークポイント調節がセ
ンサ信号の変化を場合によっては完全な内挿サイクルの
後に初めて考慮に入れるというシステム固有の欠点を有
する。
それぞれすぐ次に内挿ユニットＴＰＯから予め与えられ
る軌道点Ｘによりロボットを基準におく座標系に変換す
るため、負帰還枝路が変換ユニットＴＩの入力端におけ
る１つの加算点Σに与えられていることである。しかし
、この種の負帰還は、ハンド／ワークポイント調節がセ
ンサ信号の変化を場合によっては完全な内挿サイクルの
後に初めて考慮に入れるというシステム固有の欠点を有
する。
従って、本発明の目的は、センサ信号を従来よりもはる
かに迅速に考慮に入れることが保証されている産業用ロ
ボットの調節装置および方法を提供することである。
かに迅速に考慮に入れることが保証されている産業用ロ
ボットの調節装置および方法を提供することである。
上記の目的は、本発明によれば、調節装置に関しては、
ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベクトル
をロボットに基準をおく補正ベクトルに変換するための
、負帰還枝路内に位置する第２の変換ユニットを含んで
おり、負帰還枝路から位置調節器の入力端における加算
点に負帰還が行われていることにより達成される。本発
明による調節装置の１つの実施態様は特許請求の範囲第
２項にあげられている。
ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベクトル
をロボットに基準をおく補正ベクトルに変換するための
、負帰還枝路内に位置する第２の変換ユニットを含んで
おり、負帰還枝路から位置調節器の入力端における加算
点に負帰還が行われていることにより達成される。本発
明による調節装置の１つの実施態様は特許請求の範囲第
２項にあげられている。
上記の目的は、本発明によれば、調節方法に関しては、
ロボットに無関係な座標系内で定義された？１ベクトル
が１つの内挿サイクルの複数の、特にすべての位置調節
サイクルで発生され、第２の変換ユニットを介してロボ
ットに基準をおく補正ベクトルに変換され、また位置調
節器の入力端における加算点に負帰還されることにより
達成される。
ロボットに無関係な座標系内で定義された？１ベクトル
が１つの内挿サイクルの複数の、特にすべての位置調節
サイクルで発生され、第２の変換ユニットを介してロボ
ットに基準をおく補正ベクトルに変換され、また位置調
節器の入力端における加算点に負帰還されることにより
達成される。
本発明による調節方法の１つの実施態様では、アーム位
置に関係するパラメータが第１の変換ユニットに付属し
ている計算ユニットにより計算され第２の変換ユニット
に与えられる。
置に関係するパラメータが第１の変換ユニットに付属し
ている計算ユニットにより計算され第２の変換ユニット
に与えられる。
特許請求の範囲第５項によれば、補正ベクトルの変換の
ための返信的方法として、第２の変換ユニットのアーム
位置に関係するパラメータが各位置調節サイクルででは
なく、特に内挿サイクルあたり１回のみ更新される。
ための返信的方法として、第２の変換ユニットのアーム
位置に関係するパラメータが各位置調節サイクルででは
なく、特に内挿サイクルあたり１回のみ更新される。
本発明による調節方法の他の有利な実施態様は特許請求
の範囲第６項および第７項にあげられている。
の範囲第６項および第７項にあげられている。
本発明による調節装置および方法の利点は、ハンド／ワ
ークポイントに対するセンサ信号負帰還のむだ時間がは
るかに短縮されることに基づいている。このむだ時間は
、１つの全内挿サイクルの代わりに１つまたはい（つか
の位置調節サイクルの継続時間に過ぎない。このことは
、内挿ユニ・ノドが高速化される場合にも体系的な利点
として重要性を保つであろう。
ークポイントに対するセンサ信号負帰還のむだ時間がは
るかに短縮されることに基づいている。このむだ時間は
、１つの全内挿サイクルの代わりに１つまたはい（つか
の位置調節サイクルの継続時間に過ぎない。このことは
、内挿ユニ・ノドが高速化される場合にも体系的な利点
として重要性を保つであろう。
特許請求の範囲第５項による返信的方法の利点は、前記
の利点を同時に保ちつつ、補正ベクトルの変換のための
費用を低減し得ることである。その際、費用低減（たと
えばプロセッサの負担軽減のための費用低減）と調節精
度との間の最適化が可能であることは言及に値する。
の利点を同時に保ちつつ、補正ベクトルの変換のための
費用を低減し得ることである。その際、費用低減（たと
えばプロセッサの負担軽減のための費用低減）と調節精
度との間の最適化が可能であることは言及に値する。
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
細に説明する。
第２図による二次元ロボットモデルは１つの実際位置（
実線の折れ線）および１つの目標位置く破線の折れ線）
で示されている。この場合、実際位置の基本角度α１、
α２はハンドポイントＨＰの位置を、また方向角α３は
ワークポイントＡＰの位置およびロボットアームの終端
要素の方向を決定する。目標位置の相応の量はそれぞれ
右肩にアポストロフィーを添えて示されている。角度量
はロボットに基準をおく座標を示し、また直角座標ｘ、
ｙはロボットに無関係な座標系を表す。
実線の折れ線）および１つの目標位置く破線の折れ線）
で示されている。この場合、実際位置の基本角度α１、
α２はハンドポイントＨＰの位置を、また方向角α３は
ワークポイントＡＰの位置およびロボットアームの終端
要素の方向を決定する。目標位置の相応の量はそれぞれ
右肩にアポストロフィーを添えて示されている。角度量
はロボットに基準をおく座標を示し、また直角座標ｘ、
ｙはロボットに無関係な座標系を表す。
ワークポイントＡＰは（たとえばプロセスにより条件付
けられる軌道変化のために）位置ＡＰ’に移されるべき
であり、このことはロボットに無関係な座標系ｘ、ｙ内
で定義された１つの補正ベクトルΩ′を予め与えること
により記述し得る。
けられる軌道変化のために）位置ＡＰ’に移されるべき
であり、このことはロボットに無関係な座標系ｘ、ｙ内
で定義された１つの補正ベクトルΩ′を予め与えること
により記述し得る。
この補正ベクトルは、利用可能なロボット自由度を予め
設定するため、ロボットに基準をおく新しい座標α′（
、α′２、α′３を計算するユニ・ノドに座標変換の前
（第３図参照）もしくは後（第１図参照）に負帰還され
なければならない。
設定するため、ロボットに基準をおく新しい座標α′（
、α′２、α′３を計算するユニ・ノドに座標変換の前
（第３図参照）もしくは後（第１図参照）に負帰還され
なければならない。
破線で示されている目標位置は位置ＡＰ’へのワークポ
イントＡＰの移行だけでなく、ロボットアームの終端要
素の空間方向の維持を含んでいる。
イントＡＰの移行だけでなく、ロボットアームの終端要
素の空間方向の維持を含んでいる。
変換費用および他の時間／材料費用を節減するためには
、代わりに、終端要素の方向を再設定する（ＨＰ”、Ａ
Ｐ“、α＃３および点線）ことなく、補正ベクトル立“
−二′が単にハンドポイントＨＰに適用されるハンドポ
イント追尾が行われ得る。
、代わりに、終端要素の方向を再設定する（ＨＰ”、Ａ
Ｐ“、α＃３および点線）ことなく、補正ベクトル立“
−二′が単にハンドポイントＨＰに適用されるハンドポ
イント追尾が行われ得る。
小さい軌道変化に対しては、それにより生ずる誤差は、
なかんずく速度が速くなるという利益と比較考量して二
義的である。
なかんずく速度が速くなるという利益と比較考量して二
義的である。
調節むだ時間がはるかに短縮されているので、実時間制
御を一層良好に行い得る点で、第１図に示されている調
節構造は第３図により先に評価した公知の調節構造にく
らべて優れている。
御を一層良好に行い得る点で、第１図に示されている調
節構造は第３図により先に評価した公知の調節構造にく
らべて優れている。
第１図による新しい調節構造では、同じく、内挿ユニッ
トＩＰＯからロボットに無関係な座標内の一連の軌道点
、たとえば直角座標での動径ベクトルＸ、が順次に内挿
ユニット■ＰＯのサイクル（内挿サイクル周波数＝「Ｔ
）で予め与えられる。
トＩＰＯからロボットに無関係な座標内の一連の軌道点
、たとえば直角座標での動径ベクトルＸ、が順次に内挿
ユニット■ＰＯのサイクル（内挿サイクル周波数＝「Ｔ
）で予め与えられる。
第１の変換ユニットＴ１は各軌道点ＸをロボットＩｓ基
準を・おく座標系に変換し、それをたとえば産業用ロボ
ットの軸に対する角度目標値のベクトルαとして１つの
加算器Σを介して位置調節器に与える。そのサイクル周
波数ｆ、は、内挿サイクルの範囲内で段階付けられた目
標値設定を産業用口ポットＩＲの駆動部に与えて、産業
用ロボット■Ｒのアーム要素の（たとえば速度および加
速度に関しても）制御された運動を生じさせるため、内
挿サイクル周波数ｆＩの数倍である。
準を・おく座標系に変換し、それをたとえば産業用ロボ
ットの軸に対する角度目標値のベクトルαとして１つの
加算器Σを介して位置調節器に与える。そのサイクル周
波数ｆ、は、内挿サイクルの範囲内で段階付けられた目
標値設定を産業用口ポットＩＲの駆動部に与えて、産業
用ロボット■Ｒのアーム要素の（たとえば速度および加
速度に関しても）制御された運動を生じさせるため、内
挿サイクル周波数ｆＩの数倍である。
センサＳ（またはセンサのシステム）はワークポイント
ＡＰの実際または相対位置（たとえば加工物に対する相
対位置）を捕捉し、またセンサデータ処理装置■は位置
調節サイクルあたり１回、センサ信号且および場合によ
っては他のプロセスデータから、ロボットに無関係な（
直角）座標系内で定義された補正ベクトル立を発生する
。この補正ベクトルΩは直観的に第２図中の補正ベクト
ル立として理解され得るが、これと必ずしも同一でなく
てもよい。なぜならば、場合によっては調節安定性の理
由から重み付けまたは他の調節技術から公知の前処理の
後に実際に含んでいる帰還される補正ベクトル乗算立ら
れるからである。同様に、補正ベクトル立が終端要素の
空間方向に関する成分を含んでいることも考えられる。
ＡＰの実際または相対位置（たとえば加工物に対する相
対位置）を捕捉し、またセンサデータ処理装置■は位置
調節サイクルあたり１回、センサ信号且および場合によ
っては他のプロセスデータから、ロボットに無関係な（
直角）座標系内で定義された補正ベクトル立を発生する
。この補正ベクトルΩは直観的に第２図中の補正ベクト
ル立として理解され得るが、これと必ずしも同一でなく
てもよい。なぜならば、場合によっては調節安定性の理
由から重み付けまたは他の調節技術から公知の前処理の
後に実際に含んでいる帰還される補正ベクトル乗算立ら
れるからである。同様に、補正ベクトル立が終端要素の
空間方向に関する成分を含んでいることも考えられる。
ロボットに無関係な座標系内で定義されたこの補正ベク
トル皇は、それが発生される位置調節サイクル内で第２
の変換ユニットＴ２により補正ベクトルΔｇ、すなわち
ロボットに基準をおく座標に変換されて、調節ループを
閉じるように位置調節器りの入力端における加算点Σに
負帰還され、従って位Ｗｉｉｊ１節器りの入力端にはロ
ボットに基準をおく補正された目標座標ｇ′が与えられ
る。
トル皇は、それが発生される位置調節サイクル内で第２
の変換ユニットＴ２により補正ベクトルΔｇ、すなわち
ロボットに基準をおく座標に変換されて、調節ループを
閉じるように位置調節器りの入力端における加算点Σに
負帰還され、従って位Ｗｉｉｊ１節器りの入力端にはロ
ボットに基準をおく補正された目標座標ｇ′が与えられ
る。
第２の変換ユニットＴ２内の補正ベクトルΩの変換はた
とえば変換マトリックス旦と補正ベクトル立との乗算と
して実行される。
とえば変換マトリックス旦と補正ベクトル立との乗算と
して実行される。
Δα−Ｂ−立
すなわち具体的には
甲・’ｊバ）
ここで、α１ないしα６は６つの自由度を有する産業用
ロボットＩＲの６つの軸の角度、Δα１ないしΔα６は
それらの補正値、ＣＸ、Ｃ）ｌおよびｃ２はロボットに
無関係な補正ベクトル立の直角座標成分、ｂｌｌないし
ｂ６３は変換マトリックスＢの係数を意味する。
ロボットＩＲの６つの軸の角度、Δα１ないしΔα６は
それらの補正値、ＣＸ、Ｃ）ｌおよびｃ２はロボットに
無関係な補正ベクトル立の直角座標成分、ｂｌｌないし
ｂ６３は変換マトリックスＢの係数を意味する。
変換マトリックスＢの係数ｂｍｎは産業用ロボットＩＲ
のアーム位置に関係し、第１の変換ユニットＴＩに付属
している計算ユニットＲにより第１の変換ユニットＴ１
からのデータおよび場合によってはセンサデータ処理ユ
ニットＶからのデータに基づいて計算され、第２の変換
ユニットＴ２に伝達される。その際、センサデータ処理
ユニットｖからのデータ２を考慮に入れることは、最初
に予め与えられた軌道点Ｘと実際の軌道点Ｐとの間に比
較的大きな偏差が予想されているときにのみ必要である
。それ以外の場合には、十分な精度で、最初に予め与え
られた軌道点Ｘが現在の変換マトリックスＢを計算する
ための現在のアーム位置として使用可能である。
のアーム位置に関係し、第１の変換ユニットＴＩに付属
している計算ユニットＲにより第１の変換ユニットＴ１
からのデータおよび場合によってはセンサデータ処理ユ
ニットＶからのデータに基づいて計算され、第２の変換
ユニットＴ２に伝達される。その際、センサデータ処理
ユニットｖからのデータ２を考慮に入れることは、最初
に予め与えられた軌道点Ｘと実際の軌道点Ｐとの間に比
較的大きな偏差が予想されているときにのみ必要である
。それ以外の場合には、十分な精度で、最初に予め与え
られた軌道点Ｘが現在の変換マトリックスＢを計算する
ための現在のアーム位置として使用可能である。
アーム位置／軌道点Ｘに関するこの情報とならんで計算
ユニットＲは第１の変換ユニットＴ１からその変換式、
すなわちロボットに無関係に定義された軌道点Ｘをロボ
ットに基準をおく座標ｇで記述するための変換式、に関
する情報をも受ける。
ユニットＲは第１の変換ユニットＴ１からその変換式、
すなわちロボットに無関係に定義された軌道点Ｘをロボ
ットに基準をおく座標ｇで記述するための変換式、に関
する情報をも受ける。
その際、通常、線形演算ではないので、マトリックス−
ベクトル乗算はその記述のために十分ではな（、また例
示的な説明のために、第１の変換ユニット内で行われる
変換に対する一般的な変換子Ａが用いられる。
ベクトル乗算はその記述のために十分ではな（、また例
示的な説明のために、第１の変換ユニット内で行われる
変換に対する一般的な変換子Ａが用いられる。
ｚ＝Ａ （ｘ） （＋４）たとえば
、１つの軌道点Ｘに属する係数ｂｍ２（ｍ＝１．２．・
・・、６）を計算するためには、計算ユニットＲから変
換式（″）が軌道点Ｘに、続いてｙ方向にインクレメン
タルにずらされた軌道点に適用される。差ベクトルｇ’
−ｇは変換マトリックス旦の現在の第２の列である。他
の列は同様に（ロボットに無関係な）直角座標系のＸま
たはｙ方向にインクレメンタルにずらすことにより求め
られる。
、１つの軌道点Ｘに属する係数ｂｍ２（ｍ＝１．２．・
・・、６）を計算するためには、計算ユニットＲから変
換式（″）が軌道点Ｘに、続いてｙ方向にインクレメン
タルにずらされた軌道点に適用される。差ベクトルｇ’
−ｇは変換マトリックス旦の現在の第２の列である。他
の列は同様に（ロボットに無関係な）直角座標系のＸま
たはｙ方向にインクレメンタルにずらすことにより求め
られる。
代替的に、変換マトリックスＢは（″）に対して逆の変
換式（逆変換） Ｘ＝Ａ−１（α） （″）の微分により
求められ得る。純粋なハンドポイント追尾の簡単化した
例で、このことが示されるべきである。（ベクトルΔα
“に合成された）インクレメンタルな角度変化Δα“１
ないしΔα“３に対して式（”）の偏微分により三次元
空間内のハンドポイントＨＰのロボットに無関係な座標
の補正ΔＸ＃、Δｙ＃、Δ２“に対する１つの線形連立
式が生ずる（これらの補正は第１図中のベクトル立“に
相当する補正ベクトルΔＸ＃とじて合成される）。
換式（逆変換） Ｘ＝Ａ−１（α） （″）の微分により
求められ得る。純粋なハンドポイント追尾の簡単化した
例で、このことが示されるべきである。（ベクトルΔα
“に合成された）インクレメンタルな角度変化Δα“１
ないしΔα“３に対して式（”）の偏微分により三次元
空間内のハンドポイントＨＰのロボットに無関係な座標
の補正ΔＸ＃、Δｙ＃、Δ２“に対する１つの線形連立
式が生ずる（これらの補正は第１図中のベクトル立“に
相当する補正ベクトルΔＸ＃とじて合成される）。
ΔＸ＃−立“＝ （Ｂ“）′冒・６ｇ“マトリックス（
Ｂ“）−の逆演算により必要な変換マトリックスＢ“に
対する式が得られ、計算ユニットＲがこの式から現在の
値を計算し、それを第２の変換ユニットＴ２に与える。
Ｂ“）−の逆演算により必要な変換マトリックスＢ“に
対する式が得られ、計算ユニットＲがこの式から現在の
値を計算し、それを第２の変換ユニットＴ２に与える。
本発明による調節のための顕著に費用を低減し得る近似
方法では、変換マトリックスＢの係数ｂｍｎ （ｍ＝ｉ
、・・・、 ６；ｎ＝１，２．３）の更新が各位置調
節サイクルでではなく、特に内挿サイクルあたり１回の
み行われる。この負担軽減は支配的な利点、すなわち調
節回路のむだ時間短縮、をそのまま保持し、またその実
現を、公知の方法にくらべて基本的な精度向上を放棄せ
ずに容易にする。一層高い精度が要求される場合には、
更新周波数が最大、位置調節サイクルまで高められ得る
。こうして費用低減（たとえばプロセッサ負担軽減また
は速度ゲイン）と精度との間の最適化が有利に可能であ
る。
方法では、変換マトリックスＢの係数ｂｍｎ （ｍ＝ｉ
、・・・、 ６；ｎ＝１，２．３）の更新が各位置調
節サイクルでではなく、特に内挿サイクルあたり１回の
み行われる。この負担軽減は支配的な利点、すなわち調
節回路のむだ時間短縮、をそのまま保持し、またその実
現を、公知の方法にくらべて基本的な精度向上を放棄せ
ずに容易にする。一層高い精度が要求される場合には、
更新周波数が最大、位置調節サイクルまで高められ得る
。こうして費用低減（たとえばプロセッサ負担軽減また
は速度ゲイン）と精度との間の最適化が有利に可能であ
る。
上記の変換および調節機能を実現するためには、多くの
場合に計算機、特にディジタル計算機を使用するのが有
利である。
場合に計算機、特にディジタル計算機を使用するのが有
利である。
第１図は本発明による軌道調節の構造を示す図、第２図
は産業用ロボットのアームを実際位置および目標位置で
示す概要図、第３図は公知の軌道調節の構造を示す図で
ある。 ＡＰ・・・ワークポイント、ＨＰ・・・ハンドポイント
、ｌＰＯ・・・内挿ユニット、ＴＲ・・・産業用ロボッ
ト、Ｌ・・・位置調節器、Ｒ・・・計算ユニット、Ｓ・
・・センサ、Ｔ１・・・第１の変換ユニット、Ｔ２・・
・第２の変換ユニット、■・・・センサデータ処理ユニ
ット、Σ・・・加算点。
は産業用ロボットのアームを実際位置および目標位置で
示す概要図、第３図は公知の軌道調節の構造を示す図で
ある。 ＡＰ・・・ワークポイント、ＨＰ・・・ハンドポイント
、ｌＰＯ・・・内挿ユニット、ＴＲ・・・産業用ロボッ
ト、Ｌ・・・位置調節器、Ｒ・・・計算ユニット、Ｓ・
・・センサ、Ｔ１・・・第１の変換ユニット、Ｔ２・・
・第２の変換ユニット、■・・・センサデータ処理ユニ
ット、Σ・・・加算点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）アームのハンド／ワークポイントを目標軌道に沿っ
て運動させ得る産業用ロボットを調節するための装置で
あって、 ａ）ロボットに無関係な座標内の一連の軌道点を予め与
えるための内挿ユニットと、 ｂ）ロボットに無関係な座標をロボットに基準をおく座
標に変換するための第１の変換ユニットと、 ｃ）産業用ロボットの自由度を予め設定するための、ロ
ボットに基準をおく座標を処理する位置調節器と、 ｄ）ハンド／ワークポイントの実際または相対位置を捕
捉するためのセンサと、 ｅ）ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベク
トルを発生するためのセンサデータ処理ユニットと、 ｆ）調節ループを閉じるようにこの補正ベクトルを負帰
還するための負帰還枝路と を含んでいる装置において、 ｇ）ロボットに無関係な座標系（ｘ、ｙ、ｚ）内で定義
された補正ベクトル（￥ｃ￥）をロボットに基準をおく
補正ベクトル（Δ￥α￥）に変換するための、負帰還枝
路内に位置する第２の変換ユニット（Ｔ２）を含んでお
り、 ｈ）負帰還枝路から位置調節器（Ｌ）の入力端における
加算点（Σ）に負帰還が行われている ことを特徴とする産業用ロボットの調節装置。 ２）アーム位置に関係するパラメータ（ｂ＿ｍ＿ｎ）を
計算して第２の変換装置（Ｔ２）に与えるための計算ユ
ニット（Ｒ）が第１の変換装置（Ｔ１）に付属している
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の産業用ロ
ボットの調節装置。 ３）アームのハンド／ワークポイントを目標軌道に沿っ
て運動させ得る産業用ロボットを調節するための方法で
あって、内挿ユニットからロボットに無関係な座標内の
一連の軌道点が順次に、特に内挿サイクルでサイクリッ
クに予め与えられ、 各軌道点が第１の変換ユニット内でロボットに基準をお
く座標に変換されて、内挿サイクル時間の一部分に相当
する調節サイクル時間を有し産業用ロボットの自由度を
予め設定する役割をする位置調節器に与えられ、 センサデータがハンド／ワークポイントの実際または相
対位置を介して取得され、センサデータ処理ユニット内
でロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベクト
ルに処理され、また、この補正ベクトルが調節ループを
閉じるように負帰還される 方法において、 ロボットに無関係な座標系（ｘ、ｙ、ｚ）内で定義され
た補正ベクトル（￥ｃ￥）が１つの内挿サイクルの複数
の、特にすべての位置調節サイクルで発生され、第２の
変換ユニット（Ｔ２）を介してロボットに基準をおく補
正ベクトル（Δ￥α￥）に変換され、また位置調節器（
Ｌ）の入力端における加算点（Σ）に負帰還される ことを特徴とする産業用ロボットの調節方法。 ４）アーム位置に関係するパラメータ（ｂ＿ｍ＿ｎ）が
第１の変換ユニット（Ｔ１）に付属している計算ユニッ
ト（Ｒ）により計算され第２の変換ユニット（Ｔ２）に
与えられることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の産業用ロボットの調節方法。 ５）第２の変換ユニット（Ｔ２）のアーム位置に関係す
るパラメータ（ｂ＿ｍ＿ｎ）が各位置調節サイクルでで
はなく、特に内挿サイクルあたり１回のみ更新されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項または第４項記載
の産業用ロボットの調節方法。 ６）ロボットに無関係な座標系内で定義された補正ベク
トル（￥ｃ￥）の変換が第２の変換ユニット（Ｔ２）内
で、ロボットに無関係な座標系（ｘ、ｙ、ｚ）内で定義
された補正ベクトル（￥ｃ￥）に、アーム位置に関係す
る係数（ｂ＿ｍ＿ｎ）を有する変換マトリックス（￥Ｂ
￥）を乗算することにより行われることを特徴とする特
許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれか１項に記載
の産業用ロボットの調節方法。 ７）それぞれ現在のアーム位置に対する変換マトリック
ス（￥Ｂ￥）が、 ａ）現在のアーム位置（￥ｘ￥）とそれに対してインク
レメンタルにずらされたアーム位置（￥ｘ￥＋Δ￥ｘ￥
）とに対する第１の変換ユニット（Ｔ１）の変換式（￥
α￥−Ａ｛ｘ｝）の第１の変換（Ａ）における差形成、
または ｂ）第１の変換に対して逆の変換（￥ｘ￥＝Ａ＾−＾１
｛￥α￥｝）の微分およびそれに続く逆変換を行い、ま
た計算ユニット（Ｒ）により現在のパラメータ（ｂ＿ｍ
＿ｎ）を求めることにより求められることを特徴とする
特許請求の範囲第６項記載の産業用ロボットの調節方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3444210 | 1984-12-04 | ||
| DE3444210.3 | 1984-12-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138308A true JPS61138308A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=6251874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267048A Pending JPS61138308A (ja) | 1984-12-04 | 1985-11-27 | 産業用ロボツトの調節装置および方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4665352A (ja) |
| EP (1) | EP0184075B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61138308A (ja) |
| DE (1) | DE3564778D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145884A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | 軌跡制御装置 |
| CN102306008A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-01-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 无模成形控制参数自动标定方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU593788B2 (en) * | 1986-02-25 | 1990-02-22 | Trallfa Robot A/S | Programmed control of a working tool |
| US4908556A (en) * | 1986-11-20 | 1990-03-13 | Unimation Inc. | Modular robot control system |
| JPS63190583A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-08 | Fanuc Ltd | 速度制御方式 |
| US4965499A (en) * | 1987-12-31 | 1990-10-23 | Westinghouse Electric Corp | Parametric path modeling for an optical automatic seam tracker and real time robotic control system |
| JP2874238B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1999-03-24 | 株式会社安川電機 | 多関節形ロボットの制御方法 |
| EP0604672A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-07-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Drehmomentvorsteuerung von numerisch geregelten, verkoppelten Antriebssystemen |
| US5829335A (en) * | 1993-05-11 | 1998-11-03 | Mannesmann Rexroth Gmbh | Control for hydraulic drive or actuator |
| DE19650878C1 (de) * | 1996-12-07 | 1998-07-30 | Richter Hans | Verfahren zum Regeln der Bewegungen mindestens eines Antriebselements eines Industrieroboters |
| US7236853B2 (en) * | 2003-10-01 | 2007-06-26 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Automated robot alignment system and method using kinematic pins and end effector sensor |
| US7266425B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-09-04 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Systems and methods that facilitate motion control through coordinate system transformations |
| CN107097225B (zh) * | 2016-02-23 | 2019-10-11 | 宁波弘讯科技股份有限公司 | 机器人装置及其运动控制方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4086522A (en) * | 1976-09-08 | 1978-04-25 | Unimation, Inc. | Computer assisted teaching arrangement for conveyor line operation |
| JPS58143981A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-26 | 株式会社日立製作所 | 産業用ロボツトの制御方法 |
| DE3244307A1 (de) * | 1982-11-30 | 1984-05-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Robotersteuerung |
| DE3306877A1 (de) * | 1983-02-26 | 1984-10-04 | GdA Gesellschaft für digitale Automation mbH, 8000 München | Verfahren zum betreiben eines industrieroboters |
-
1985
- 1985-11-21 DE DE8585114758T patent/DE3564778D1/de not_active Expired
- 1985-11-21 EP EP85114758A patent/EP0184075B1/de not_active Expired
- 1985-11-22 US US06/800,982 patent/US4665352A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-27 JP JP60267048A patent/JPS61138308A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145884A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Mitsubishi Electric Corp | 軌跡制御装置 |
| CN102306008A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-01-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 无模成形控制参数自动标定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0184075A1 (de) | 1986-06-11 |
| EP0184075B1 (de) | 1988-09-07 |
| DE3564778D1 (en) | 1988-10-13 |
| US4665352A (en) | 1987-05-12 |
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