JPS6249513A - Automatic control method for robot machine constant - Google Patents
Automatic control method for robot machine constantInfo
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- JPS6249513A JPS6249513A JP19037885A JP19037885A JPS6249513A JP S6249513 A JPS6249513 A JP S6249513A JP 19037885 A JP19037885 A JP 19037885A JP 19037885 A JP19037885 A JP 19037885A JP S6249513 A JPS6249513 A JP S6249513A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ロボット機械定数の自動管理方法に係り、ロ
ボットの品質、特に動作精度管理に好適なものに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for automatically managing robot mechanical constants, and relates to a method suitable for controlling the quality of robots, particularly the operation accuracy.
一般に、ロボットの動作精度を表わすのに、位置繰返し
精度と絶対的な位置決め精度とが用いられるが、従来は
主として前者がロボットの性能品質管理等において重要
視されていた。In general, position repeatability and absolute positioning accuracy are used to express the operational accuracy of a robot, and in the past, the former was mainly considered important in controlling the performance and quality of the robot.
ところが、ロボットの適用が拡大するにつれて、所望の
位置に対する絶対的な位置決め精度が重要視されると同
時に、同一機種のロボット間に互換性を持たせる必要が
生じてきた。絶対的な位置決め精度はロボットアームを
構成する部品等の形状・寸法の所謂機械定数に関係する
ものであり、また互換性もその機械定数に関係する。However, as the application of robots has expanded, absolute positioning accuracy for a desired position has become more important, and at the same time, it has become necessary to ensure compatibility between robots of the same model. Absolute positioning accuracy is related to the so-called mechanical constants of the shapes and dimensions of the parts constituting the robot arm, and compatibility is also related to the mechanical constants.
しかし1機械定数は製作・組立上定まるものであるから
、その値は各ロボット固有のものとなっており、機械定
数に大きなバラツキがあると、互損性が損われる。However, since one mechanical constant is determined during manufacturing and assembly, its value is unique to each robot, and if there is a large variation in the mechanical constant, compatibility will be impaired.
また、機械定数は使用環境条件(例えば、温度など)の
変化によって変動するため、ロボットの動作は所望とす
る動きに対して誤差が生じてしまい絶対的位置決め精度
が悪くなってしまうという問題がある。しかもその誤差
はあらゆる条件によって変動してしまうという問題があ
った。Additionally, since the mechanical constants fluctuate due to changes in the operating environment conditions (e.g. temperature), there is a problem in that the robot's motion may err in relation to the desired motion, resulting in poor absolute positioning accuracy. . Moreover, there is a problem in that the error varies depending on various conditions.
しかしながら、従来、機械定数の測定はゲージなどを使
って直接的に測定する方法しかなかったため、ロボット
を分解しなければ不可能であることから、通常、組立後
や使用中に機械定数を測定することは行われておらず、
互換性有無の管理はもとより、絶対的な位置決め精度の
管理は何ら行われていなかった。However, in the past, the only way to measure mechanical constants was to directly measure them using gauges, etc., which was impossible without disassembling the robot, so mechanical constants were usually measured after assembly or during use. nothing has been done,
There was no management of absolute positioning accuracy, let alone compatibility management.
本発明の目的は、組立状態にあるロボットの機械定数を
自動的に測定して、絶対位置決め精度を向上させること
ができるロボット機械定数の自動管理方法を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide an automatic control method for robot mechanical constants that can automatically measure the mechanical constants of a robot in an assembled state and improve absolute positioning accuracy.
本発明は、上記目的を達成するため、ロボットを駆動し
て所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し、
各姿勢におけるアーム構成各軸の回転角と座標軸に対す
る角度とからなる角度データを検出し、機械定数と角度
データとの相関式を用いて当該ロボットの機械定数を求
めることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention drives a robot to set a plurality of different postures with respect to a predetermined reference position,
The present invention is characterized in that angular data consisting of the rotation angle of each axis of the arm configuration in each posture and the angle with respect to the coordinate axis is detected, and the mechanical constants of the robot are determined using a correlation equation between the mechanical constants and the angular data.
即ち、本発明は、ロボットの機械定数とアームの制御位
置と角度データとは一定の相関関係にあることに鑑み、
制御位置については基準位置を定めて一定とし、角度デ
ータについてはロボットに実装されている角度センサに
より検出して、機械定数を求めようとするものである。That is, the present invention takes into consideration that there is a certain correlation between the mechanical constants of the robot and the control position and angle data of the arm.
The control position is kept constant by setting a reference position, and the angular data is detected by an angle sensor mounted on the robot to obtain mechanical constants.
しかして、未知の機械定数の数に応じた数の異なる姿勢
を設定すれば、その機械定数の数に応じた連立相関式が
得られるので、その式を解くことにより、全ての機械定
数を求めることができる。Therefore, by setting a number of different postures corresponding to the number of unknown mechanical constants, a simultaneous correlation equation corresponding to the number of unknown mechanical constants can be obtained, and by solving this equation, all mechanical constants can be found. be able to.
以下、本発明を実施側に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the implementation side.
第1図に、本発明を第2図に示した6軸多関節型のロボ
ットに適用してなる一実施例の管理手順をフローチャー
トにして示す。FIG. 1 shows a flowchart of the management procedure of an embodiment in which the present invention is applied to the six-axis articulated robot shown in FIG.
第2図に示すロボット本体1は、第3図の模式図に示す
ように、6本の軸Li(i=1〜6)と、関節継手と回
転継手を含んでなる継手Jk(k=1〜6)からなるア
ームを有して形成されている。このロボット本体1はロ
ボット制御装置2により駆動操作されるようになってい
る。そして、ロボット本体1の動作範囲内に基準柱3が
設置されており、その基準柱3は尖塔状に形成され、突
端位置Pの座標は(Xo +10 +Zo)に設定され
ている。なお、基準柱3は温度変化などの環境条件変化
による影響の少ない材質、例えばセラミックなどにより
形成するのが望ましい。As shown in the schematic diagram of FIG. 3, the robot main body 1 shown in FIG. 2 has six axes Li (i=1 to 6) and a joint Jk (k=1 -6). The robot main body 1 is driven and operated by a robot control device 2. A reference pillar 3 is installed within the operating range of the robot body 1, and the reference pillar 3 is formed in the shape of a spire, and the coordinates of the tip position P are set to (Xo +10 +Zo). Note that the reference column 3 is desirably formed of a material that is less affected by changes in environmental conditions such as temperature changes, such as ceramic.
ロボット制御装置2には第4図に示す構成の機械定数管
理装置4が組み込まれている。機械定数管理装置4は、
角度センサ5により検出された角軸Liの回転角度又は
基準軸とのなす角度からなる角度データψ1j(j=1
−6)と、基準位置座標P (xo 。The robot control device 2 incorporates a mechanical constant management device 4 having the configuration shown in FIG. The mechanical constant management device 4 is
Angle data ψ1j (j=1
-6) and the reference position coordinate P (xo.
ya+Za)に基づいて、機械定数11を求める機械定
数演算手段41と、求められた機械定数11と基準機械
定数11′とを比較してその差Δliを求める比較演算
手段42と、その差Δ11が許容誤差ε;内に収まって
いるか否かを判定し、否のときに警報信号を出力する誤
差判定手段43と、前記1iに応じてロボット制御にか
かる制御演算パラメータを補正する制御演算パラメータ
補正手段44とを含んで形成されている。また、求めら
れた機械定数1iと差Δliはモニタなどの表示装置6
に出力表示されるようになっている。ya+Za), a mechanical constant calculation means 41 calculates the mechanical constant 11, a comparison calculation means 42 calculates the difference Δli by comparing the calculated mechanical constant 11 and the reference mechanical constant 11', an error determining means 43 that determines whether or not the tolerance is within the tolerance ε; and outputs an alarm signal when the error is negative; and a control calculation parameter correction means that corrects the control calculation parameters related to robot control according to 1i. 44. In addition, the obtained mechanical constant 1i and the difference Δli are displayed on a display device 6 such as a monitor.
It is now displayed in the output.
前記比較演算手段42と誤差判定手段43の具体的構成
例を第5図に示す。図示のように、各機械定数11の数
に対応させてバッファBiが設けられ、機械定数演算手
段41により求めた機械定数1iは対応するバッファB
iに分配して格納される。各バッファBi以降の処理手
段は各定数11とも同一構成となっており、i=1以外
の図示は省略されている。バッファB1の内容は設定器
S工、に設定されている基準機械定数11′と比較器C
1□により比較演算され、その差Δ1□は設定器Sa1
に設定されている許容誤差ε、と比較器C2□により比
較判定され、その結果は表示装置6番こ出力表示される
とともに、1Δ1□1〉ε1のときは警告信号力1発せ
られるようになっている。A specific example of the configuration of the comparison calculation means 42 and error determination means 43 is shown in FIG. As shown in the figure, a buffer Bi is provided corresponding to the number of each mechanical constant 11, and the mechanical constant 1i obtained by the mechanical constant calculating means 41 is stored in the corresponding buffer B.
It is distributed and stored in i. The processing means after each buffer Bi have the same configuration for each constant 11, and illustrations other than i=1 are omitted. The contents of buffer B1 are the reference mechanical constant 11' set in setter S and comparator C.
1□, and the difference Δ1□ is calculated by setting device Sa1.
The comparator C2□ compares and determines the tolerance error ε set in ing.
制御演算パラメータ補正手段44は、第6図tこ示すよ
うに、ロボット制御装置2を構成する中央演算処理装置
CPUに接続して設けられたデータテーブルDTに格納
されている機械定数の内容を、機械定数演算手段41に
より求めた内容10こ書き換えるようになっている。The control calculation parameter correction means 44, as shown in FIG. Ten contents obtained by the mechanical constant calculation means 41 are rewritten.
このように構成される実施例の動作について、第1図の
フローチャートと第3図を参照しながら次に説明する。The operation of the embodiment configured as described above will be described next with reference to the flowchart of FIG. 1 and FIG. 3.
第3図に示した任意の状態図における軸Li、角度デー
タψij、基準位置(XoyloyZa)の相関は、ロ
ボット各軸Liの回転と平行移動に対する座標変換行列
をTiとすると、i=1からiまでの合成行列Miは次
式(1)で示すものとなる(例えば、M、=T1傘T2
傘・・・・・・傘T6)。The correlation between the axis Li, the angle data ψij, and the reference position (XoyloyZa) in the arbitrary state diagram shown in Fig. 3 is calculated from i = 1 to i The composite matrix Mi up to is expressed by the following equation (1) (for example, M, = T1 umbrella T2
Umbrella...Umbrella T6).
Mi=Mi−、串Ti・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ (1)ただし、1≦i≦6 i=整数
M。=1
式(1)より次式(2)で示す順変換行列式を構成する
。Mi=Mi-, skewer Ti・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ (1) However, 1≦i≦6 i=integer M. =1 From equation (1), a forward transformation determinant shown in equation (2) below is constructed.
式(2)を展開すると、3元1次の連立方程式となるが
、未知数としてはl工、1□、・・・・・・IIGIX
OIyo+Zoの9個である。そして、1姿勢の教示で
ψsjsψzjs・・・・・・ψ6jがきまるので、前
記9個の未知数を含んだ3本の方程式が成立する。した
がって、3姿勢以上j=1〜3の教示を行えば、9本の
方程式が成立するので、所望の未知数11が全て求まる
ことになる。When formula (2) is expanded, it becomes a three-dimensional linear system of equations, but the unknowns are 1, 1, ... IIGIX
There are 9 OIyo+Zo. Since ψsjsψzjs...ψ6j are determined by teaching one posture, three equations including the nine unknowns are established. Therefore, if three or more postures are taught with j=1 to 3, nine equations will be established, and all the desired unknowns 11 will be found.
そこで、第1図ステップ101にて、第7図(A)〜(
C)に示すように、ロボットを操作して基準位置Pに対
して3つの異なる姿勢を教示する。この3姿勢の教示は
P (XD Hy6 HZ6 )さえ一定であれば、任
意の姿勢でよい。そして、ステップ102にて各姿勢に
かかる角度データφ1j(i=1〜6.j=1−3)を
取込み、ステップ103において前人(2)に基づいて
機械定数1i(i=1〜6)を求める(機械定数演算手
段41)。次にステップ104にて、基準機械定数11
′から求めた機械定数11を差し引いて、その差Δ1i
=1i’−1iを求め(比較演算手段)、ステップ10
5に進んでその差Δ11の絶対値と許容誤差εiとを比
較し、1Δlil≦εiであれは適正と判定し、1Δ1
11〉εiであれば不適と判定する(誤差判定手段)。Therefore, in step 101 of FIG. 1, FIG.
As shown in C), the robot is operated to teach three different postures relative to the reference position P. These three postures may be taught in any posture as long as P (XD Hy6 HZ6 ) is constant. Then, in step 102, the angle data φ1j (i=1 to 6. (mechanical constant calculation means 41). Next, in step 104, the reference mechanical constant 11
’ by subtracting the mechanical constant 11 found, the difference Δ1i
=1i'-1i (comparison calculation means), step 10
Proceed to step 5 and compare the absolute value of the difference Δ11 with the allowable error εi, and if 1Δliil≦εi, it is determined to be appropriate, and 1Δ1
If 11>εi, it is determined to be inappropriate (error determination means).
そして、ステップ106において、求めた機械定数11
と差Δliと判定結果を表示装置6に出力表示する。こ
れによって、使用状態のままでロボットの機械定数11
を測定することができ、また。Then, in step 106, the determined mechanical constant 11
The difference Δli and the determination result are output and displayed on the display device 6. As a result, the mechanical constant of the robot is 11 while in use.
It can also be measured.
基準機械定数1i’との差Δliが直ちに出力表示され
るとともに、その差Δ11が許容誤差εi範囲に収まっ
ているか否かを容易に知ることができ。The difference Δli from the reference mechanical constant 1i' is immediately displayed as an output, and it can be easily determined whether the difference Δ11 is within the allowable error range εi.
その結果に基づいてロボットを管理することにより、絶
対的な位置決め精度を向上させることができ、かつ互換
性の有無を容易に判断すること力へできる。By managing the robot based on the results, it is possible to improve absolute positioning accuracy, and it is also possible to easily determine whether or not there is compatibility.
一方、ステップ103で求めた機械定数10こ基づいて
、ステップ107においてロボットの制御演算パラメー
タにかかるデータテーブルDTの機械定数11の内容を
書き換える。これによって、ロボットの制御演算に用い
られる機械定数が正確な実測値に補正されることから、
環境条件の変化や経時変化に対応させることができ、常
に所望の位置および経路への動作を保証して、絶対的位
置決め精度を向上させることができる。On the other hand, based on the mechanical constants 10 determined in step 103, in step 107, the contents of mechanical constants 11 in the data table DT related to robot control calculation parameters are rewritten. As a result, the mechanical constants used for robot control calculations are corrected to accurate actual measured values.
It can respond to changes in environmental conditions and changes over time, and can always guarantee movement to a desired position and path, improving absolute positioning accuracy.
以上、6軸多関節型の6自由度のロボットに適用した実
施例に基づいて説明したが、自由度の違いは式(2)に
かかる方程式数に関与するものであるから、多関節型の
ロボットであれば如何なるロボットにも適用することが
でき、その場合は未知数に応じた連立方程式を得るべく
、姿勢の数を選定すればよい。The above explanation was based on an example applied to a 6-axis articulated robot with 6 degrees of freedom. However, since the difference in degrees of freedom is related to the number of equations in equation (2), The method can be applied to any robot, and in that case, the number of postures may be selected to obtain simultaneous equations according to the unknowns.
また、第5図に示した比較演算手段42と誤差判定手段
43は、各軸Liにかかる機械定数1iを並列に処理す
る構成としたが1時分割法により直列処理してもよく、
また機械定数管理設置4の機能を含めて、ロボット制御
装置2のCPUに組み入れることも可能である。Further, although the comparison calculation means 42 and the error determination means 43 shown in FIG. 5 are configured to process the mechanical constants 1i related to each axis Li in parallel, they may also be processed in series using the 1 time division method.
It is also possible to incorporate the functions of the machine constant management installation 4 into the CPU of the robot control device 2.
以上説明したように、本発明によれば、ロボットを駆動
して所定の基準位置に対して異なる複数の姿勢を設定し
、各姿勢における角度データを検出し、機械定数と角度
データの相関式を用いて機械定数を求めるようにしてい
ることから、ロボットを分解することなく使用状態のま
ま機械定数を簡単にかつ正確に自動的に測定することが
でき、これによってロボットの絶対的位置決め精度を向
上させることができるという効果がある。As explained above, according to the present invention, a robot is driven to set a plurality of different postures with respect to a predetermined reference position, angle data in each posture is detected, and a correlation equation between mechanical constants and angle data is calculated. Since the mechanical constants are determined by using the robot, the mechanical constants can be easily and accurately automatically measured while the robot is in use without disassembling the robot, thereby improving the absolute positioning accuracy of the robot. It has the effect of being able to
第1図は本発明の一実施例の管理手順を示すフローチャ
ート、第2図は本発明を適用してなる一実施例の全体構
成図、第3図は第2図実施例のロボットアームの模式図
、第4図は第2図実施例の主要部のブロック構成図、第
5図と第6図は第4図の要部詳細図、第7図は異なる複
数の姿勢を例示した模式図である。
1・・・ロボット本体、3・・・基準柱、4・・・機械
定数管理装置、5・・・角度センサ、6・・・表示装置
、41・・・機械定数演算手段、42・・・比較演算手
段。
43・・・誤差判定手段、44・・・制御演算パラメー
タ補正手段、LL・・・軸、ψij・・・角度データ、
Jk・・・継手、11・・・機械定数、li’・・・基
準機械定数。Fig. 1 is a flowchart showing the management procedure of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment to which the present invention is applied, and Fig. 3 is a schematic diagram of the robot arm of the embodiment of Fig. 2. Figure 4 is a block configuration diagram of the main part of the embodiment shown in Figure 2, Figures 5 and 6 are detailed views of the main part of Figure 4, and Figure 7 is a schematic diagram illustrating a plurality of different postures. be. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Robot body, 3... Reference column, 4... Mechanical constant management device, 5... Angle sensor, 6... Display device, 41... Mechanical constant calculation means, 42... Comparison calculation means. 43...Error determination means, 44...Control calculation parameter correction means, LL...axis, ψij...angle data,
Jk...Joint, 11...Mechanical constant, li'...Reference mechanical constant.
Claims (3)
る複数の姿勢を設定し、各姿勢におけるアーム構成各軸
の回転角と座標軸に対する角度とからなる角度データを
検出し、機械定数と角度データとの相関式を用いて当該
ロボットの機械定数を求めることを含んでなることを特
徴とするロボット機械定数の自動管理方法。(1) Drive the robot to set multiple different postures with respect to a predetermined reference position, detect the angle data consisting of the rotation angle of each axis of the arm configuration and the angle with respect to the coordinate axes in each posture, and calculate the mechanical constants and angles. 1. A method for automatically managing mechanical constants of a robot, comprising determining mechanical constants of the robot using a correlation equation with data.
許容範囲内であるか否かを判定することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のロボット機械定数の自動管理
方法。(2) The method for automatically managing robot mechanical constants according to claim 1, characterized in that it is determined whether the difference between the determined mechanical constants and a reference mechanical constant is within an allowable range.
ラメータを補正することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のロボット機械定数の自動管理方法。(3) The method for automatically managing robot mechanical constants according to claim 1, characterized in that control parameters of the robot are corrected based on the determined mechanical constants.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19037885A JPS6249513A (en) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Automatic control method for robot machine constant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19037885A JPS6249513A (en) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Automatic control method for robot machine constant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6249513A true JPS6249513A (en) | 1987-03-04 |
Family
ID=16257175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19037885A Pending JPS6249513A (en) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Automatic control method for robot machine constant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6249513A (en) |
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JP2017213668A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | ファナック株式会社 | Robot control device and robot controlling method |
US10335950B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-02 | Fanuc Corporation | Robot control apparatus and robot control method |
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1985
- 1985-08-29 JP JP19037885A patent/JPS6249513A/en active Pending
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