JPH04362707A - Teaching/reproduction type robot controller - Google Patents
Teaching/reproduction type robot controllerInfo
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- JPH04362707A JPH04362707A JP13762791A JP13762791A JPH04362707A JP H04362707 A JPH04362707 A JP H04362707A JP 13762791 A JP13762791 A JP 13762791A JP 13762791 A JP13762791 A JP 13762791A JP H04362707 A JPH04362707 A JP H04362707A
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は,教示作業によって得ら
れた作業軌跡の座標データに従って繰返し再生作業を行
う教示・再生型ロボットの制御装置に係り,特にアーム
,手首等ロボット要素の急加速,急反転等の加速度を小
さくすると共に,加速度の変化を滑らかにして速度の急
激な変化を小さく制御するロボット制御装置に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a teaching/reproducing robot that repeatedly performs reproducing work according to coordinate data of a work trajectory obtained by teaching work, and in particular, the present invention relates to a control device for a teaching/reproducing robot that repeatedly performs reproducing work according to coordinate data of a work trajectory obtained by teaching work. The present invention relates to a robot control device that reduces acceleration such as sudden reversals, smoothes changes in acceleration, and controls sudden changes in speed to a minimum.
【0002】0002
【従来の技術】教示・再生型ロボットでは,例えば塗装
ガン,溶接トーチ等の工具の移動軌跡を座標データとし
て教示作業によってロボットに教えこませ,再生時には
,これら座標データを順次取出して座標変換,補間計算
等の演算処理を施し,時系列的に教えこまれた作業軌跡
に倣った再生動作を反復するように構成されている。
このような座標データの出力周期Tは,使用する演算装
置の処理速度にもよるが,座標変換等の複雑な演算処理
を必要とするため,一般に10〜30msとなっている
。このような出力周期Tで断続的な,従って階段状の座
標データを出力していたのでは,順次出力される座標デ
ータの出力時における急加速,急反転等による加速度お
よびその変化が大きく,アーム,手首等のロボット要素
の振動が発生する。上記の問題点を解決するための従来
技術として,特開昭59−127110号公報に開示さ
れるものがある。この従来技術による教示・再生型ロボ
ットの制御方法は,図10に示すように,教示作業によ
ってマイクロコンピュータ20に記憶させたディジタル
量の座標データを作業動作手順に取出し,D/A変換器
等からなる補間器21によりアナログ量に変換してロボ
ット要素を駆動するためのサーボドライバ22に送出し
ている。ロボット要素の駆動源であるサーボモータ23
の現在位置はロータリーエンコーダ等による位置検出器
24によって検出され,現在位置信号をフィードバック
させて位置指令信号と現在位置信号との差がゼロになる
よう位置補正して,サーボドライバ22によりサーボモ
ータ23を駆動して座標データに対応した作業位置に位
置決めされる。本制御方法においては,前記階段状の指
令信号をランプ状に平滑化してロボット駆動系に目標値
として与え,急加速,急反転時の加速度を小さくすると
共に,速度の変化を小さくしようとするものである。[Prior Art] In a teaching/reproducing robot, the movement locus of a tool such as a painting gun or a welding torch is taught to the robot through a teaching operation as coordinate data, and during reproduction, these coordinate data are sequentially retrieved and coordinate transformation is performed. It is configured to perform arithmetic processing such as interpolation calculations and repeat playback operations that follow a work trajectory taught in chronological order. Although the output cycle T of such coordinate data depends on the processing speed of the arithmetic device used, it is generally 10 to 30 ms since it requires complex arithmetic processing such as coordinate transformation. If the coordinate data is output intermittently in the output period T, that is, in a stair-like manner, the acceleration and its changes due to sudden acceleration, sudden reversal, etc. when outputting the sequentially output coordinate data are large, and the arm , vibrations of robot elements such as the wrist occur. As a conventional technique for solving the above-mentioned problems, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 127110/1983. As shown in FIG. 10, this prior art teaching/reproducing robot control method extracts the digital coordinate data stored in the microcomputer 20 during the teaching work into a work operation procedure, and outputs it from a D/A converter or the like. The interpolator 21 converts the signal into an analog value and sends it to the servo driver 22 for driving the robot elements. Servo motor 23 which is the drive source of the robot element
The current position of is detected by a position detector 24 such as a rotary encoder, the current position signal is fed back, the position is corrected so that the difference between the position command signal and the current position signal becomes zero, and the servo driver 22 drives the servo motor 23. is positioned at the work position corresponding to the coordinate data. In this control method, the step-like command signal is smoothed into a ramp shape and given to the robot drive system as a target value, thereby reducing the acceleration during sudden acceleration and sudden reversal, and reducing the change in speed. It is.
【0003】0003
【課題を解決するための手段】しかしながら,上記従来
技術においては,断続的座標データを平滑化する補間器
の後段に,位置検出器24からのディジタル量であるフ
ィードバックデータが入力されているため,その影響で
,サーボドライバ22への入力信号は断続的信号となっ
てしまう。この断続的信号は,油の粘性やシリンダ抵抗
などのダンピング要素の少ない電動ロボットでは振動と
いうかたちで悪影響を与えることになる。本発明は上記
問題点を解決するために,ロボット要素の駆動系に入力
する指令信号を平滑化してロボットを制御する制御装置
を提供することを目的とするものである。[Means for Solving the Problem] However, in the above-mentioned prior art, feedback data, which is a digital quantity from the position detector 24, is inputted to the stage after the interpolator that smoothes the intermittent coordinate data. As a result, the input signal to the servo driver 22 becomes an intermittent signal. This intermittent signal can have a negative impact in the form of vibration on electric robots that have few damping factors such as oil viscosity and cylinder resistance. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a control device that controls a robot by smoothing command signals input to a drive system of a robot element.
【0004】0004
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は,教示作業によってアーム,手首等のロボッ
ト要素の作業位置軌跡の所定間隔毎の断続的座標データ
を記憶させ,該断続的座標データに従って再生作業を行
わせる教示・再生型ロボットの制御装置において,再生
時に順次取出した前記断続的座標データを,ロボット駆
動手段に設けた位置検出器からのフィードバックデータ
にもとづき位置偏差修正した出力の後段にローパスフィ
ルタで構成された補間器を配し,断続的指令信号を平滑
化して駆動系に入力し,前記ロボット要素を駆動するこ
とを特徴とする教示,再生型ロボットの制御装置として
構成されている。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention stores intermittent coordinate data at predetermined intervals of the work position locus of robot elements such as arms and wrists through teaching work, and In a control device for a teaching/reproducing robot that performs reproducing work according to coordinate data, the intermittent coordinate data sequentially retrieved during reproducing is output with position deviation corrected based on feedback data from a position detector provided in the robot driving means. An interpolator configured with a low-pass filter is disposed at a subsequent stage to smooth the intermittent command signal and input it to the drive system to drive the robot element. has been done.
【0005】[0005]
【作用】本発明によれば,教示・再生型ロボットにおけ
る周期的な座標データの出力とロボット要素の駆動のサ
イクルにおいて,座標データをフィードバックデータに
より位置偏差補正した後段にローパスフィルタからなる
補間器を配して,断続的座標データの高周波成分を除去
して平滑化し,この出力信号をロボット要素の駆動系に
入力するこめにより,加速度の変化を滑らかにして振動
の発生をなくしている。[Operation] According to the present invention, in the cycle of periodically outputting coordinate data and driving robot elements in a teaching/reproducing robot, an interpolator consisting of a low-pass filter is installed after correcting the positional deviation of the coordinate data using feedback data. The high-frequency components of the intermittent coordinate data are removed and smoothed, and this output signal is input to the drive system of the robot element to smooth changes in acceleration and eliminate vibration.
【0006】[0006]
【実施例】次に本発明の一実施例について説明する。図
1は本発明を適用した電動モータ駆動ロボットの制御装
置のブロック図,図2は該制御装置における補間器を構
成するローパスフィルタの回路図である。教示・再生型
ロボットにおいては,前述したように教示作業によって
アーム等ロボット要素の作業軌跡の座標データが,作業
動作の順序に従ってマイクロコンピュータ2の記憶部に
ストックされる。再生時には,このストックされたディ
ジタル量の座標データが作業動作順に取出され,演算処
理部3で座標変換等の演算処理を行った後,ロボット要
素の現在位置を検出する位置検出器7からのフィードバ
ックデータが入力される位置偏差計算部4で位置補正し
て,比例ゲイン乗算部9で増幅された指令信号をロボッ
ト駆動系8に入力する。このロボット駆動系8に入力さ
れる信号は図4に示すような断続的な指令信号で,この
信号入力によりロボット駆動系8を作動させると,急加
速,急反転等による加速度およびその変化が大きく,ア
ーム,手首等のロボット要素に振動が発生する。そこで
,本実施例においては,図1に示すようにロボット駆動
系8に入力される直前に補間器1を配して,断続的な指
令信号を平滑化して後,これをロボット駆動系8のサー
ボドライバ5に入力している。従って,平滑化された指
令信号により駆動されるサーボモータ6は振動等を起す
ことなく円滑に駆動される。前記補間器1は,図2に示
すようなOPアンプによるローパスフィルタで構成され
ており,Z1〜Z5に抵抗(R)あるいはコンデンサ(
C)を入れることにより所望の特性のフィルタを構成す
ることができる。例えば,図3に示すようにC,Rの定
数を定めた回路構成としたとき,フィルタとしての減衰
特性の遮断周波数f0 が各C,Rの定数により決まる
ローパスフィルタとすることができる。このように構成
されたローパスフィルタからなる補間器1を介した指令
信号は,図5に示すように階段状に断続していた信号が
平滑化されてサーボドライバ5に入力される。図6〜図
9はロボット要素を作動させたときのトルク変動の実測
グラフで,図6,図7は単体動作させた場合,図8,図
9は六角形軌跡動作させた場合を示している。それぞれ
図6および図8は補間器1がない場合,図7および図9
は補間器1がある場合で,図示するように補間器1を介
することで,サーボドライバ5に入力される指令信号を
滑らかにすることができ,サーボモータ6のトルク変動
や速度変動にとけるスパイク状の波形がカットされてい
る。このように振動を起こす原因となるスパイク状の波
形をカットすることにより,油の粘性やシリンダの抵抗
などのダンピング要素の大きい油圧駆動ロボットと異な
り,ダンピング要素の少ない電動モータ駆動ロボットで
は,指令信号を平滑化する効果はより大きくなる。[Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a control device for an electric motor-driven robot to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a circuit diagram of a low-pass filter constituting an interpolator in the control device. In the teach/replay type robot, as described above, the coordinate data of the working locus of the robot elements such as the arm is stored in the storage section of the microcomputer 2 according to the order of the working operations through the teaching work. During playback, this stocked digital coordinate data is retrieved in the order of work operations, and after being subjected to arithmetic processing such as coordinate transformation in the arithmetic processing unit 3, feedback is provided from the position detector 7 that detects the current position of the robot element. The position is corrected by the position deviation calculation unit 4 into which the data is input, and the command signal amplified by the proportional gain multiplication unit 9 is input to the robot drive system 8. The signal input to the robot drive system 8 is an intermittent command signal as shown in FIG. , vibrations occur in robot elements such as arms and wrists. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. It is input to the servo driver 5. Therefore, the servo motor 6 driven by the smoothed command signal is smoothly driven without causing vibration or the like. The interpolator 1 is composed of a low-pass filter using an OP amplifier as shown in FIG. 2, and a resistor (R) or a capacitor (
By adding C), a filter with desired characteristics can be constructed. For example, when a circuit configuration is adopted in which the constants of C and R are determined as shown in FIG. 3, a low-pass filter can be formed in which the cut-off frequency f0 of the attenuation characteristic as a filter is determined by the constants of C and R. The command signal passed through the interpolator 1 consisting of a low-pass filter configured in this manner is inputted to the servo driver 5 after being smoothed from a stepwise intermittent signal as shown in FIG. Figures 6 to 9 are actual measurement graphs of torque fluctuations when robot elements are operated. Figures 6 and 7 show the case when the robot element is operated alone, and Figures 8 and 9 show the case when the robot element is operated on a hexagonal trajectory. . 6 and 8 respectively, when there is no interpolator 1, FIG. 7 and FIG. 9
is a case where there is an interpolator 1, and as shown in the figure, the command signal input to the servo driver 5 can be smoothed by going through the interpolator 1, and the spikes caused by torque fluctuations and speed fluctuations of the servo motor 6 can be smoothed. The shaped waveform is cut. By cutting out the spike-like waveforms that cause vibrations, unlike hydraulically driven robots that have large damping factors such as oil viscosity and cylinder resistance, electric motor-driven robots with fewer damping factors can reduce the command signal. The effect of smoothing becomes larger.
【0007】[0007]
【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば,教
示・再生型ロボットにおける周期的な座標データの出力
とロボット要素の駆動のサイクルにおいて,座標データ
をフィードバックデータにより位置偏差補正した後段に
ローパスフィルタからなる補間器を配して,断続的座標
データを平滑化して,この出力信号をロボット要素の駆
動系に入力することにより,ロボット要素の加速度の変
化を滑らかにして振動の発生をなくすことができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in the cycle of periodically outputting coordinate data and driving robot elements in a teaching/reproducing robot, there is a post-stage in which coordinate data is corrected for positional deviation using feedback data. By placing an interpolator consisting of a low-pass filter in the 3D interface to smooth the intermittent coordinate data and inputting this output signal to the drive system of the robot element, changes in the acceleration of the robot element can be smoothed and vibrations can be prevented. It can be eliminated.
【図1】 本発明に係る実施例ロボット制御装置のブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a robot control device according to the present invention.
【図2】 制御装置における補間器の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of an interpolator in the control device.
【図3】 補間器の具体的回路図。[Fig. 3] A specific circuit diagram of the interpolator.
【図4】 補間器の入力信号グラフ。FIG. 4: Interpolator input signal graph.
【図5】 補間器の出力信号グラフ。FIG. 5: Interpolator output signal graph.
【図6】 ロボット要素単体動作時のトルク変動実測
グラフ(補間器なし)。[Figure 6] Actual measurement graph of torque fluctuation when a single robot element operates (without interpolator).
【図7】 ロボット要素単体動作時のトルク変動実測
グラフ(補間器あり)。[Figure 7] Actual measurement graph of torque fluctuation when a single robot element operates (with interpolator).
【図8】 ロボット要素六角形動作時のトルク変動実
測グラフ(補間器なし)。[Figure 8] Actual measurement graph of torque fluctuation during robot element hexagonal operation (without interpolator).
【図9】 ロボット要素六角形動作時のトルク変動実
測グラフ(補間器あり)。[Figure 9] Actual measurement graph of torque fluctuation during robot element hexagonal operation (with interpolator).
【図10】 従来例のロボット制御装置のブロック図
。FIG. 10 is a block diagram of a conventional robot control device.
1…補間器 7…位置検出器 8…ロボット駆動系 1...Interpolator 7...Position detector 8...Robot drive system
Claims (1)
ボット要素の作業位置軌跡の所定間隔毎の断続的座標デ
ータを記憶させ,該断続的座標データに従って再生作業
を行わせる教示・再生型ロボットの制御装置において,
再生時に順次取出した前記断続的座標データを,ロボッ
ト駆動手段に設けた位置検出器からのフィードバックデ
ータにもとづき位置偏差修正した出力の後段にローパス
フィルタで構成された補間器を配し,断続的指令信号を
平滑化して駆動系に入力し,前記ロボット要素を駆動す
ることを特徴とする教示,再生型ロボットの制御装置。[Claim 1] Control of a teaching/reproduction type robot that stores intermittent coordinate data at predetermined intervals of the work position locus of robot elements such as arms and wrists through teaching work, and performs playback work in accordance with the intermittent coordinate data. In the device,
The intermittent coordinate data sequentially retrieved during playback is corrected for positional deviation based on feedback data from a position detector provided in the robot drive means. A control device for a teaching and reproducing robot, characterized in that the signal is smoothed and input to a drive system to drive the robot element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13762791A JPH04362707A (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Teaching/reproduction type robot controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13762791A JPH04362707A (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Teaching/reproduction type robot controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362707A true JPH04362707A (en) | 1992-12-15 |
Family
ID=15203083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13762791A Pending JPH04362707A (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Teaching/reproduction type robot controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362707A (en) |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP13762791A patent/JPH04362707A/en active Pending
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