JPH0732281A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
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- JPH0732281A JPH0732281A JP20029593A JP20029593A JPH0732281A JP H0732281 A JPH0732281 A JP H0732281A JP 20029593 A JP20029593 A JP 20029593A JP 20029593 A JP20029593 A JP 20029593A JP H0732281 A JPH0732281 A JP H0732281A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】工具を固定して工作物をハンドで握持して加工
するロボットにおいて、加工点の加工経路上の位置決め
を正確にして加工精度の向上を図る。 【構成】工具の工具軸と平行なセンサ軸を有し、工具の
工作物上の加工経路における工具による加工点よりも前
進した位置で、工具に対して一定の相対的位置に配設さ
れたセンサであって、センサに固定された座標系におけ
る加工経路上に存在する検出点の座標を検出する変位セ
ンサと、変位センサにより検出された座標に応じて、教
示データに基づく位置及び姿勢を修正して加工点が加工
経路上に存在するように制御する制御手段（208 〜224)
とを設けたことである。
するロボットにおいて、加工点の加工経路上の位置決め
を正確にして加工精度の向上を図る。 【構成】工具の工具軸と平行なセンサ軸を有し、工具の
工作物上の加工経路における工具による加工点よりも前
進した位置で、工具に対して一定の相対的位置に配設さ
れたセンサであって、センサに固定された座標系におけ
る加工経路上に存在する検出点の座標を検出する変位セ
ンサと、変位センサにより検出された座標に応じて、教
示データに基づく位置及び姿勢を修正して加工点が加工
経路上に存在するように制御する制御手段（208 〜224)
とを設けたことである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工具を工具台に固定
し、ロボットに工作物を挾持させ、ロボットの位置及び
姿勢を制御して工作物の加工を行うロボット制御装置に
おいて、加工点を所定の加工経路上に精度良く位置決め
するように改良した装置に関する。
し、ロボットに工作物を挾持させ、ロボットの位置及び
姿勢を制御して工作物の加工を行うロボット制御装置に
おいて、加工点を所定の加工経路上に精度良く位置決め
するように改良した装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、特開平2-82302 号公報のように、工
具を固定して、工作物をロボットのハンドで握持して工
作物を工具に対して相対移動させることにより、工作物
を溶接したり切断したりするロボットが知られている。
このロボットでは、溶接速度や切断速度を一定とするこ
とができる。
具を固定して、工作物をロボットのハンドで握持して工
作物を工具に対して相対移動させることにより、工作物
を溶接したり切断したりするロボットが知られている。
このロボットでは、溶接速度や切断速度を一定とするこ
とができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような加工の場合
には、ロボットの位置及び姿勢の制御は、予め教示され
て入力された教示データに従って行われる。このため、
教示が正確でない場合や、温度変動や工作物の重量変化
等により、加工点を正確に加工経路上に位置決めするこ
とは困難である。本発明は上記の課題を解決するために
成されたものであり、その目的は、工具を固定して工作
物をハンドで握持して加工するロボットにおいて、加工
点の加工経路上の位置決めを正確にすることにより、加
工精度を向上させることである。
には、ロボットの位置及び姿勢の制御は、予め教示され
て入力された教示データに従って行われる。このため、
教示が正確でない場合や、温度変動や工作物の重量変化
等により、加工点を正確に加工経路上に位置決めするこ
とは困難である。本発明は上記の課題を解決するために
成されたものであり、その目的は、工具を固定して工作
物をハンドで握持して加工するロボットにおいて、加工
点の加工経路上の位置決めを正確にすることにより、加
工精度を向上させることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、工具を工具台に固定し、ロボットに工
作物を挾持させ、教示データに従ってロボットの位置及
び姿勢を制御して工作物の加工を行うロボット制御装置
において、工具の工作物上の加工経路における工具によ
る加工点よりも前進した位置で固定されるとともに、工
具に対して一定の相対的位置に配設され、加工経路上に
存在する検出点の座標を検出するセンサと、センサによ
り検出された座標に応じて、教示データに基づく位置及
び姿勢を修正して加工点が加工経路上に存在するように
制御する制御手段とを設けたことである。
の発明の構成は、工具を工具台に固定し、ロボットに工
作物を挾持させ、教示データに従ってロボットの位置及
び姿勢を制御して工作物の加工を行うロボット制御装置
において、工具の工作物上の加工経路における工具によ
る加工点よりも前進した位置で固定されるとともに、工
具に対して一定の相対的位置に配設され、加工経路上に
存在する検出点の座標を検出するセンサと、センサによ
り検出された座標に応じて、教示データに基づく位置及
び姿勢を修正して加工点が加工経路上に存在するように
制御する制御手段とを設けたことである。
【０００５】
【作用】検出点は加工点よりも前進した位置に存在す
る。即ち、検出点は加工点が今後通過する領域にとられ
ている。加工経路は工作物上に検出可能に形成されてい
る。例えば、２つの面状物体を重ね合わせて溶接する場
合であれば、その２つの面状物体が重ね合わせられて形
成された段の稜線が加工経路となる。この稜線はセンサ
の出力するレ─ザを稜線に垂直な方向にスイングさせ
て、その出力が階段状に変化する部分として検出するこ
とが可能である。このセンサにより加工経路上に存在す
る検出点のセンサに固定された座標系における座標が演
算される。そして、加工点を教示データに従って、所定
の加工経路上に位置決めするとき、この座標が加工点の
検出点に対する遅れを考慮した上で加味され、加工点の
加工経路上での位置決めの微調整が行われる。このこと
により、加工点を正確に所定の加工経路上に位置決めす
ることが可能となり、加工精度を向上させることができ
る。
る。即ち、検出点は加工点が今後通過する領域にとられ
ている。加工経路は工作物上に検出可能に形成されてい
る。例えば、２つの面状物体を重ね合わせて溶接する場
合であれば、その２つの面状物体が重ね合わせられて形
成された段の稜線が加工経路となる。この稜線はセンサ
の出力するレ─ザを稜線に垂直な方向にスイングさせ
て、その出力が階段状に変化する部分として検出するこ
とが可能である。このセンサにより加工経路上に存在す
る検出点のセンサに固定された座標系における座標が演
算される。そして、加工点を教示データに従って、所定
の加工経路上に位置決めするとき、この座標が加工点の
検出点に対する遅れを考慮した上で加味され、加工点の
加工経路上での位置決めの微調整が行われる。このこと
により、加工点を正確に所定の加工経路上に位置決めす
ることが可能となり、加工精度を向上させることができ
る。
【０００６】
【発明の効果】本発明は教示データに従ってロボットの
位置及び姿勢を制御することで加工経路を制御すると共
に、実際に、加工する場合に、センサにより加工経路の
位置を検出して、その位置と理想的な位置との偏差だけ
ロボットの位置及び姿勢を制御するようにしている。ま
た、センサ、工具は固定されているために、ロボット側
には多くの配線を取り付ける必要がなく、簡素で安全な
システムを構成できる。
位置及び姿勢を制御することで加工経路を制御すると共
に、実際に、加工する場合に、センサにより加工経路の
位置を検出して、その位置と理想的な位置との偏差だけ
ロボットの位置及び姿勢を制御するようにしている。ま
た、センサ、工具は固定されているために、ロボット側
には多くの配線を取り付ける必要がなく、簡素で安全な
システムを構成できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は６軸多関節ロボットの機構を示した機構
図である。１０がロボット本体であり、フロアに本体１
０を固定するベース１２が配設され、ベース１２上には
コラム１３が固設されており、コラム１３はボディ１４
を回転自在に配設している。ボディ１４はアッパーアー
ム１５を回動自在に軸支し、アッパーアーム１５は、フ
ォアアーム１６を回動自在に軸支している。ボディ１
４、アッパーアーム１５、フォアアーム１６は、それぞ
れ、サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３（図３参照）によっ
て、軸ａ，ｂ，ｃの回りに回転駆動される。この回転角
はエンコーダＥ１，Ｅ２，Ｅ３によって検出される。フ
ォアアーム１６の先端部にはリスト１７がｄ軸の周りに
回転可能に軸支され、リスト１７にはハンド１８がｅ軸
の周りに回動自在に軸支されている。
明する。図１は６軸多関節ロボットの機構を示した機構
図である。１０がロボット本体であり、フロアに本体１
０を固定するベース１２が配設され、ベース１２上には
コラム１３が固設されており、コラム１３はボディ１４
を回転自在に配設している。ボディ１４はアッパーアー
ム１５を回動自在に軸支し、アッパーアーム１５は、フ
ォアアーム１６を回動自在に軸支している。ボディ１
４、アッパーアーム１５、フォアアーム１６は、それぞ
れ、サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３（図３参照）によっ
て、軸ａ，ｂ，ｃの回りに回転駆動される。この回転角
はエンコーダＥ１，Ｅ２，Ｅ３によって検出される。フ
ォアアーム１６の先端部にはリスト１７がｄ軸の周りに
回転可能に軸支され、リスト１７にはハンド１８がｅ軸
の周りに回動自在に軸支されている。
【０００８】さらに、ハンド１８はｆ軸の周りに回転可
能に軸支されている。そして、このハンド１８に工作物
Ｗが挾持される。工作物Ｗは２つの断面がＵ字形状の物
体を合わせたものであり、その接合部の段付部の稜線が
加工経路となり、加工経路が溶接される部分である。
尚、ｄ軸、ｅ軸、ｆ軸はサーボモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６
によって駆動される。
能に軸支されている。そして、このハンド１８に工作物
Ｗが挾持される。工作物Ｗは２つの断面がＵ字形状の物
体を合わせたものであり、その接合部の段付部の稜線が
加工経路となり、加工経路が溶接される部分である。
尚、ｄ軸、ｅ軸、ｆ軸はサーボモータＭ４、Ｍ５、Ｍ６
によって駆動される。
【０００９】又、床には工具台１９が立設されており、
その工具台１９にはホルダー３０が固設されている。そ
して、ホルダー３０には溶接トーチＴと変位センサＳと
が固定されている。溶接トーチＴと変位センサＳとの関
係は、図２に示すような位置関係となっている。変位セ
ンサＳは溶接トーチＴに対して加工経路Ａの方向に一定
の距離ΔX だけオフセットしている。
その工具台１９にはホルダー３０が固設されている。そ
して、ホルダー３０には溶接トーチＴと変位センサＳと
が固定されている。溶接トーチＴと変位センサＳとの関
係は、図２に示すような位置関係となっている。変位セ
ンサＳは溶接トーチＴに対して加工経路Ａの方向に一定
の距離ΔX だけオフセットしている。
【００１０】図３はロボットの姿勢制御装置の電気的構
成を示したブロックダイヤグラムである。２０はマイク
ロコンピュータ等から成る中央処理装置である。この中
央処理装置２０には、メモリ２５、サーボモータを駆動
するためのサーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆ、ジョグ運転の
指令、教示点の指示等を行う操作盤２６、溶接のための
ア─ク溶接機２３、変位センサＳから検出信号を入力す
る入出力インタフェース２４が接続されている。そし
て、そのア─ク溶接機２３には溶接トーチＴが接続され
ており、入出力インタフェース２４には変位センサＳが
接続されている。ロボットに取付けられた各軸ａ〜ｆ駆
動用のサーボモータＭ１〜Ｍ６は、それぞれサーボＣＰ
Ｕ２２ａ〜２２ｆによって駆動される。
成を示したブロックダイヤグラムである。２０はマイク
ロコンピュータ等から成る中央処理装置である。この中
央処理装置２０には、メモリ２５、サーボモータを駆動
するためのサーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆ、ジョグ運転の
指令、教示点の指示等を行う操作盤２６、溶接のための
ア─ク溶接機２３、変位センサＳから検出信号を入力す
る入出力インタフェース２４が接続されている。そし
て、そのア─ク溶接機２３には溶接トーチＴが接続され
ており、入出力インタフェース２４には変位センサＳが
接続されている。ロボットに取付けられた各軸ａ〜ｆ駆
動用のサーボモータＭ１〜Ｍ６は、それぞれサーボＣＰ
Ｕ２２ａ〜２２ｆによって駆動される。
【００１１】前記サーボＣＰＵ２２ａ〜２２ｆのそれぞ
れは、中央処理装置２０から出力される出力角度データ
θ1 〜θ6 と、サーボモータＭ１〜Ｍ６に連結されたエ
ンコーダＥ１〜Ｅ６の出力α1 〜α6 との間の偏差を演
算し、この演算された偏差の大きさに応じた速度で各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６を回転させるように作動する。
れは、中央処理装置２０から出力される出力角度データ
θ1 〜θ6 と、サーボモータＭ１〜Ｍ６に連結されたエ
ンコーダＥ１〜Ｅ６の出力α1 〜α6 との間の偏差を演
算し、この演算された偏差の大きさに応じた速度で各サ
ーボモータＭ１〜Ｍ６を回転させるように作動する。
【００１２】前記メモリ２５にはロボットを教示点デー
タに従って動作させるためのプログラムが記憶されたＰ
Ａ領域とロボットの位置及び姿勢を表す教示点データを
記憶するＰＤＡ領域が設けられており、教示モードにお
いて、複数の教示点における位置データと姿勢データが
記憶される。
タに従って動作させるためのプログラムが記憶されたＰ
Ａ領域とロボットの位置及び姿勢を表す教示点データを
記憶するＰＤＡ領域が設けられており、教示モードにお
いて、複数の教示点における位置データと姿勢データが
記憶される。
【００１３】次に、その作用について説明する。図４は
同実施例装置において使用されているＣＰＵ２０の教示
に関する処理手順を示したフローチャートである。先
ず、ステップ100 で工具台に固定された溶接トーチの先
端の位置及び姿勢をロボットのハンドのフランジ中心に
教示用アタッチメント（図示略）を取り付け、操作盤２
６におけるマニュアル操作により前述のロボットの各駆
動軸の回転角図１４(13)を変換した位置行列Ｔとして教
示させる。
同実施例装置において使用されているＣＰＵ２０の教示
に関する処理手順を示したフローチャートである。先
ず、ステップ100 で工具台に固定された溶接トーチの先
端の位置及び姿勢をロボットのハンドのフランジ中心に
教示用アタッチメント（図示略）を取り付け、操作盤２
６におけるマニュアル操作により前述のロボットの各駆
動軸の回転角図１４(13)を変換した位置行列Ｔとして教
示させる。
【００１４】次に、ステップ102 に移行して、工作物の
加工経路上の教示点毎にロボットのハンドのフランジ中
心の位置及び姿勢を前述のロボットの各駆動軸の回転角
図１４(13)を変換した位置行列Ｆとして教示させて、本
プログラムを終了する。
加工経路上の教示点毎にロボットのハンドのフランジ中
心の位置及び姿勢を前述のロボットの各駆動軸の回転角
図１４(13)を変換した位置行列Ｆとして教示させて、本
プログラムを終了する。
【００１５】又、図５のプログラムが実行される。即
ち、ステップ３００において、図６に示すように、ロボ
ット座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて座標が既知の点Ｃ（ＣX,
ＣY,ＣZ ）の位置が変位センサＳで読み取られ、変位セ
ンサＳの座標系Ｏ−ｘｙｚでの座標（Ｃx,Ｃy,ＣZ ）が
演算される。そして、次のステップ３０２において、こ
の２つの座標値から、変位センサＳの座標系Ｏ−ｘｙｚ
をロボット座標系Ｏ−ＸＹＺへ変換するための変換行列
Ｋが演算される。又、変換行列Ｋは、姿勢変換と位置の
平行移動を行う４×４行のマトリックスである。この変
換行列Ｋはロボット座標系の単位ベクトルと変位センサ
座標系の単位ベクトルとの関係及び上記の点Ｃの検出結
果から演算される。
ち、ステップ３００において、図６に示すように、ロボ
ット座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて座標が既知の点Ｃ（ＣX,
ＣY,ＣZ ）の位置が変位センサＳで読み取られ、変位セ
ンサＳの座標系Ｏ−ｘｙｚでの座標（Ｃx,Ｃy,ＣZ ）が
演算される。そして、次のステップ３０２において、こ
の２つの座標値から、変位センサＳの座標系Ｏ−ｘｙｚ
をロボット座標系Ｏ−ＸＹＺへ変換するための変換行列
Ｋが演算される。又、変換行列Ｋは、姿勢変換と位置の
平行移動を行う４×４行のマトリックスである。この変
換行列Ｋはロボット座標系の単位ベクトルと変位センサ
座標系の単位ベクトルとの関係及び上記の点Ｃの検出結
果から演算される。
【００１６】次に、本装置により加工動作における位置
決め制御について説明する。先ず、図１２を参照して、
ロボットの座標系及び座標変換について説明する。Ｏ−
ＸＹＺ座標系は、空間に固定された直交座標系( ロボッ
ト座標系) である。Ｐ点は工具台に固定された工具の先
端を表し、Ｑ点は工作物を挾持するロボットのハンドの
フランジ中心（以下、単に「フランジ中心」ともいう）
を表す。工具の先端Ｐには、工具の先端の工具姿勢を表
すために単位ベクトルｅ１，ｅ２，ｅ３が工具に固定さ
れて図示するように採られている。又、フランジ中心Ｑ
における姿勢を表すためにフランジ中心に固定された単
位ベクトルａ１，ａ２，ａ３が図示するように採られて
いる。これらの単位ベクトルの成分を図１３の(1) 〜
(6) 式で定義する。
決め制御について説明する。先ず、図１２を参照して、
ロボットの座標系及び座標変換について説明する。Ｏ−
ＸＹＺ座標系は、空間に固定された直交座標系( ロボッ
ト座標系) である。Ｐ点は工具台に固定された工具の先
端を表し、Ｑ点は工作物を挾持するロボットのハンドの
フランジ中心（以下、単に「フランジ中心」ともいう）
を表す。工具の先端Ｐには、工具の先端の工具姿勢を表
すために単位ベクトルｅ１，ｅ２，ｅ３が工具に固定さ
れて図示するように採られている。又、フランジ中心Ｑ
における姿勢を表すためにフランジ中心に固定された単
位ベクトルａ１，ａ２，ａ３が図示するように採られて
いる。これらの単位ベクトルの成分を図１３の(1) 〜
(6) 式で定義する。
【００１７】又、Ｐ点及びＱ点の位置ベクトル（成分は
直交座標を意味する）を図１３の(7) 、(8) 式で定義す
る。したがって、工具の先端の位置行列Ｔ及びフランジ
中心の位置行列Ｆは、図１３の(9) 、(10)式で定義され
る。ここで、左上の３行３列の行列が姿勢行列と言われ
るものである。又、変換行列Ｍが図１４の(11)式で定義
される。この変換行列Ｍは、フランジ中心Ｑの位置行列
Ｆと工具の先端Ｐの位置行列Ｔとを関連づけるものであ
る。工具の先端の位置及び姿勢を、フランジ中心に固定
した座標系Ｑ−ａ１ａ２ａ３で表現した行列と言える。
即ち、ｅ１ベクトルのａ１，ａ２，ａ３ベクトルに対す
る方向余弦が（Ｍ11，Ｍ12，Ｍ13）であり、ｅ２ベクト
ルのそれらが、(Ｍ21, Ｍ22，Ｍ23）であり、ｅ３ベク
トルのそれらが、（Ｍ31，Ｍ32，Ｍ33）である。又、Ｑ
Ｐベクトルの座標系Ｑ−ａ１ａ２ａ３での座標成分が、
( ＲX,ＲY,ＲZ ）である。従って、行列Ｔ, Ｆ, Ｍの間
には図１４の(12)式の関係がある。
直交座標を意味する）を図１３の(7) 、(8) 式で定義す
る。したがって、工具の先端の位置行列Ｔ及びフランジ
中心の位置行列Ｆは、図１３の(9) 、(10)式で定義され
る。ここで、左上の３行３列の行列が姿勢行列と言われ
るものである。又、変換行列Ｍが図１４の(11)式で定義
される。この変換行列Ｍは、フランジ中心Ｑの位置行列
Ｆと工具の先端Ｐの位置行列Ｔとを関連づけるものであ
る。工具の先端の位置及び姿勢を、フランジ中心に固定
した座標系Ｑ−ａ１ａ２ａ３で表現した行列と言える。
即ち、ｅ１ベクトルのａ１，ａ２，ａ３ベクトルに対す
る方向余弦が（Ｍ11，Ｍ12，Ｍ13）であり、ｅ２ベクト
ルのそれらが、(Ｍ21, Ｍ22，Ｍ23）であり、ｅ３ベク
トルのそれらが、（Ｍ31，Ｍ32，Ｍ33）である。又、Ｑ
Ｐベクトルの座標系Ｑ−ａ１ａ２ａ３での座標成分が、
( ＲX,ＲY,ＲZ ）である。従って、行列Ｔ, Ｆ, Ｍの間
には図１４の(12)式の関係がある。
【００１８】又、ロボットの各駆動軸の回転角( ６軸の
場合) を図１４の(13)式とすると、回転角(13)と、フラ
ンジ中心の位置行列Ｆとの間には、ロボット固有の一定
の関係が存在し、相互に変換することが出来る。又、工
具の先端の位置行列Ｔとフランジ中心の位置行列Ｆと
は、図１４の(12)式の関係があるから、結局、駆動軸の
回転角(13)と、Ｍ，Ｆとは、相互に関連し、相互に変換
することが出来る。
場合) を図１４の(13)式とすると、回転角(13)と、フラ
ンジ中心の位置行列Ｆとの間には、ロボット固有の一定
の関係が存在し、相互に変換することが出来る。又、工
具の先端の位置行列Ｔとフランジ中心の位置行列Ｆと
は、図１４の(12)式の関係があるから、結局、駆動軸の
回転角(13)と、Ｍ，Ｆとは、相互に関連し、相互に変換
することが出来る。
【００１９】次に、ロボットの位置及び姿勢の補間演算
及び位置決め制御について説明する。指定された補間周
期で教示点間を補間するためにＣＰＵ２０は図７の補間
に関する処理手順を示したフローチャートを実行する。
ステップ200 で図４のステップ102 にて教示された隣接
した教示点の位置行列Ｆが読み込まれる。次に、ステッ
プ202 に移行して、図４のステップ100 にて教示された
工具の先端の位置行列Ｔとステップ200 で読み込んだ教
示点における位置行列Ｆとから前述の(12)式より、その
教示点における変換行列Ｍを算出する。
及び位置決め制御について説明する。指定された補間周
期で教示点間を補間するためにＣＰＵ２０は図７の補間
に関する処理手順を示したフローチャートを実行する。
ステップ200 で図４のステップ102 にて教示された隣接
した教示点の位置行列Ｆが読み込まれる。次に、ステッ
プ202 に移行して、図４のステップ100 にて教示された
工具の先端の位置行列Ｔとステップ200 で読み込んだ教
示点における位置行列Ｆとから前述の(12)式より、その
教示点における変換行列Ｍを算出する。
【００２０】今、例えば、隣接した２つの教示点をＡ，
Ｂとして、教示点Ａについて図１０を、教示点Ｂ点につ
いて図１１をそれぞれ参照して説明する。工具の先端の
位置行列Ｔは、図１３の(9) 式で表され、教示点Ａにお
けるフランジ中心の位置行列ＦA は、前述の図１３の(1
0)式より、図１４の（１4)式で表される。
Ｂとして、教示点Ａについて図１０を、教示点Ｂ点につ
いて図１１をそれぞれ参照して説明する。工具の先端の
位置行列Ｔは、図１３の(9) 式で表され、教示点Ａにお
けるフランジ中心の位置行列ＦA は、前述の図１３の(1
0)式より、図１４の（１4)式で表される。
【００２１】又、教示点Ａにおける変換行列ＭA は、図
１４の(11)式より、(15)で与えられる。ここで、(12)式
より、図１５の(16)となる。従って、教示点Ａにおける
変換行列ＭA は、図１５の(17)にて算出される。同様に
して、教示点Ｂにおける変換行列ＭB は、図１５の(18)
にて算出され、隣接した２つの教示点Ａ，ＢにおけるＭ
A とＭB とが求まる。
１４の(11)式より、(15)で与えられる。ここで、(12)式
より、図１５の(16)となる。従って、教示点Ａにおける
変換行列ＭA は、図１５の(17)にて算出される。同様に
して、教示点Ｂにおける変換行列ＭB は、図１５の(18)
にて算出され、隣接した２つの教示点Ａ，ＢにおけるＭ
A とＭB とが求まる。
【００２２】尚、この変換行列ＭA とＭB との間は前述
の回転主軸法により回転主軸の方位及び位置と回転角ｇ
が求まり、それらの間の姿勢変換行列Ｓg は、図１５の
(19)式として求まる。したがって、隣接した２つの教示
点Ａ，Ｂ間の距離ＤABは、ＤAB 2 ＝｜（ＤX 2+ＤY 2+
ＤZ 2) ｜となる。
の回転主軸法により回転主軸の方位及び位置と回転角ｇ
が求まり、それらの間の姿勢変換行列Ｓg は、図１５の
(19)式として求まる。したがって、隣接した２つの教示
点Ａ，Ｂ間の距離ＤABは、ＤAB 2 ＝｜（ＤX 2+ＤY 2+
ＤZ 2) ｜となる。
【００２３】次に、ステップ204 に移行して、工作物Ｗ
の指定された加工速度をｖとすると、距離ＤABを加工す
るための所要時間ｔは、ｔ＝ＤAB／ｖである。そして、
指定された補間周期で隣接した教示点Ａ，Ｂ間が補間さ
れる。ここで指定された補間周期をΔｔとすると、ｔ／
Δｔ＝ｎとなり、補間点毎の回転角ｈは、ｈ＝ｇ／ｎと
なる。従って、補間点Ｃ1 における姿勢変換行列Ｓh1は
(19)式より、図１５の(20)式で与えられる。
の指定された加工速度をｖとすると、距離ＤABを加工す
るための所要時間ｔは、ｔ＝ＤAB／ｖである。そして、
指定された補間周期で隣接した教示点Ａ，Ｂ間が補間さ
れる。ここで指定された補間周期をΔｔとすると、ｔ／
Δｔ＝ｎとなり、補間点毎の回転角ｈは、ｈ＝ｇ／ｎと
なる。従って、補間点Ｃ1 における姿勢変換行列Ｓh1は
(19)式より、図１５の(20)式で与えられる。
【００２４】よって、補間点Ｃ1 における４行４列の変
換行列ＭC1が、ＭC1＝Ｓh1・ＭA として算出される。次
に、ステップ206 に移行して、前述の(12)式より、ＦC1
＝Ｔ・ＭC1 -1が導き出され、補間点Ｃ1 における４行４
列のフランジ中心の位置行列ＦC1が算出される。
換行列ＭC1が、ＭC1＝Ｓh1・ＭA として算出される。次
に、ステップ206 に移行して、前述の(12)式より、ＦC1
＝Ｔ・ＭC1 -1が導き出され、補間点Ｃ1 における４行４
列のフランジ中心の位置行列ＦC1が算出される。
【００２５】したがって、指定された補間周期のフラン
ジ中心の位置及び姿勢がその位置行列ＦC1からロボット
の各駆動軸の回転角として、前述の回転角(13)に示され
るように変換され、位置行列ＦC1から変換された各駆動
軸の回転角としてロボットのハンドのフランジ中心の位
置及び姿勢が算出される。
ジ中心の位置及び姿勢がその位置行列ＦC1からロボット
の各駆動軸の回転角として、前述の回転角(13)に示され
るように変換され、位置行列ＦC1から変換された各駆動
軸の回転角としてロボットのハンドのフランジ中心の位
置及び姿勢が算出される。
【００２６】次に、図８のステップ208 に移行して、変
位センサＳの出力を入力して、加工経路Ａ上の点（検出
点）の変位センサ座標系における座標（Ｎx,Ｎy,Ｎz )
を演算する。次に、ステップ210 において、ステップ20
8 で演算された座標（Ｎx,Ｎy,Ｎz ) 及び変換行列Ｋを
用いて、検出点のロボット座標系における座標（ＮX,Ｎ
Y,ＮZ ) を演算する（図９）。次に、ステップ212 にお
いて、前回の検出点であって、位置の偏差補正後の点
（以下、「前補正検出点」という）の座標（ＬX,ＬY,Ｌ
Z ) と今回の検出点の座標（ＮX,ＮY,ＮZ ) とから、図
１６の(23)式により加工経路Ａの単位方向ベクトルｒ0
が演算される。
位センサＳの出力を入力して、加工経路Ａ上の点（検出
点）の変位センサ座標系における座標（Ｎx,Ｎy,Ｎz )
を演算する。次に、ステップ210 において、ステップ20
8 で演算された座標（Ｎx,Ｎy,Ｎz ) 及び変換行列Ｋを
用いて、検出点のロボット座標系における座標（ＮX,Ｎ
Y,ＮZ ) を演算する（図９）。次に、ステップ212 にお
いて、前回の検出点であって、位置の偏差補正後の点
（以下、「前補正検出点」という）の座標（ＬX,ＬY,Ｌ
Z ) と今回の検出点の座標（ＮX,ＮY,ＮZ ) とから、図
１６の(23)式により加工経路Ａの単位方向ベクトルｒ0
が演算される。
【００２７】次に、ステップ214 において、溶接トーチ
Ｔの存在位置（溶接トーチＴのＸ座標と同一座標上の位
置）における加工経路Ａ上の点（目標加工点）の座標
（ＨX,ＨY,ＨZ ) が、単位方向ベクトルｒ0 及び溶接ト
ーチＴと変位センサＳとの変位ΔX とを用いて、図１６
の(24)式により演算される。
Ｔの存在位置（溶接トーチＴのＸ座標と同一座標上の位
置）における加工経路Ａ上の点（目標加工点）の座標
（ＨX,ＨY,ＨZ ) が、単位方向ベクトルｒ0 及び溶接ト
ーチＴと変位センサＳとの変位ΔX とを用いて、図１６
の(24)式により演算される。
【００２８】この目標加工点Ｈは、溶接トーチＴのＸ座
標と同一の座標を有する加工経路上の点であり、加工誤
差がなければ、この目標加工点Ｈは、溶接トーチＴの先
端の座標（ＰX,ＰY,ＰZ ) と一致するはずである。従っ
て、その偏差は位置決め偏差となる。よって、ステップ
216 において、位置決め誤差Ｅが図１６の(25)式により
演算される。
標と同一の座標を有する加工経路上の点であり、加工誤
差がなければ、この目標加工点Ｈは、溶接トーチＴの先
端の座標（ＰX,ＰY,ＰZ ) と一致するはずである。従っ
て、その偏差は位置決め偏差となる。よって、ステップ
216 において、位置決め誤差Ｅが図１６の(25)式により
演算される。
【００２９】次に、ステップ218 において、位置決め誤
差Ｅだけ、ステップ206 で演算されたフランジ中心の位
置行列が平行移動補正される。次に、ステップ220 にお
いて、ステップ218 において補正されたフランジ中心の
位置行列Ｆから各軸の角度が演算される。次に、ステッ
プ222 において、その角度に基づいて、各サーボモータ
が駆動されて各軸の角度が制御される。
差Ｅだけ、ステップ206 で演算されたフランジ中心の位
置行列が平行移動補正される。次に、ステップ220 にお
いて、ステップ218 において補正されたフランジ中心の
位置行列Ｆから各軸の角度が演算される。次に、ステッ
プ222 において、その角度に基づいて、各サーボモータ
が駆動されて各軸の角度が制御される。
【００３０】次に、ステップ224 において、今回の検出
点座標（ＮX,ＮY,ＮZ ) は、位置決め誤差Ｅだけ補正さ
れて、前補正検出点座標（ＬX,ＬY,ＬZ ) として記憶さ
れる。次に、ステップ226 において、２つの教示点間の
全補間演算が完了したか否かが判定され、完了していな
ければ、ステップ204 に戻り、次の補間点におけるフラ
ンジ中心の位置行列の演算及び位置偏差の補正が行わ
れ、その値に基づいて位置決め制御が行われる。又、全
補間点の演算が完了した場合には、ステップ228に移行
して、全教示点の読み取り及び位置決め制御が完了した
否かが判定され、位置決め制御が完了していなければ、
ステップ200 に移行して、上述したように、次の教示点
に対する補間演算及び位置決め制御が実行される。又、
ステップ228 において、全教示点に対する処理が完了し
た場合には、加工のための位置決め制御が完了したこと
になり、本プログラムは終了する。
点座標（ＮX,ＮY,ＮZ ) は、位置決め誤差Ｅだけ補正さ
れて、前補正検出点座標（ＬX,ＬY,ＬZ ) として記憶さ
れる。次に、ステップ226 において、２つの教示点間の
全補間演算が完了したか否かが判定され、完了していな
ければ、ステップ204 に戻り、次の補間点におけるフラ
ンジ中心の位置行列の演算及び位置偏差の補正が行わ
れ、その値に基づいて位置決め制御が行われる。又、全
補間点の演算が完了した場合には、ステップ228に移行
して、全教示点の読み取り及び位置決め制御が完了した
否かが判定され、位置決め制御が完了していなければ、
ステップ200 に移行して、上述したように、次の教示点
に対する補間演算及び位置決め制御が実行される。又、
ステップ228 において、全教示点に対する処理が完了し
た場合には、加工のための位置決め制御が完了したこと
になり、本プログラムは終了する。
【００３１】このように、本発明では、加工時におい
て、教示時の経路が正確に補正されることになるので、
加工精度が向上する。
て、教示時の経路が正確に補正されることになるので、
加工精度が向上する。
【図１】実施例装置で駆動されるロボットの構成及び工
具との位置関係を示した説明図。
具との位置関係を示した説明図。
【図２】溶接トーチと変位センサとの位置関係を示した
説明図。
説明図。
【図３】実施例装置の電気的構成を示したブロックダイ
ヤグラム。
ヤグラム。
【図４】加工経路の教示動作時における同実施例装置で
使用されたＣＰＵの処理手順を示したフローチャート。
使用されたＣＰＵの処理手順を示したフローチャート。
【図５】サンサ座標系とロボット座標系との間の変換行
列を求めるためのＣＰＵの処理手順を示したフローチャ
ート。
列を求めるためのＣＰＵの処理手順を示したフローチャ
ート。
【図６】サンサ座標系とロボット座標系との間の変換行
列を求める方法を示した説明図。
列を求める方法を示した説明図。
【図７】位置決め制御時のＣＰＵの処理手順を示したフ
ローチャート。
ローチャート。
【図８】図７に続く位置決め制御時のＣＰＵの処理手順
を示したフローチャート。
を示したフローチャート。
【図９】加工経路の偏差の演算の方法を説明した説明
図。
図。
【図１０】教示点Ａにおける工具の先端とロボットのハ
ンドのフランジ中心と挾持された工作物との関係を示し
た説明図。
ンドのフランジ中心と挾持された工作物との関係を示し
た説明図。
【図１１】教示点Ｂにおける工具の先端とロボットのハ
ンドのフランジ中心と挾持された工作物との関係を示し
た説明図。
ンドのフランジ中心と挾持された工作物との関係を示し
た説明図。
【図１２】工具の先端及びロボットのハンドのフランジ
中心の位置関係等を示した説明図。
中心の位置関係等を示した説明図。
【図１３】数式を示した説明図。
【図１４】数式を示した説明図。
【図１５】数式を示した説明図。
【図１６】数式を示した説明図。
１０…ロボット本体 １８…ハンド ２０…中央処理装置 ２５…メモリ Ｔ…工具（溶接トーチ） Ｓ…変位センサ Ｗ…工作物 ステップ208 〜224 …制御手段
フロントページの続き (72)発明者 稲田 隆次 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 岸 友三 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 工具を工具台に固定し、ロボットに工作
物を挾持させ、教示データに従って前記ロボットの位置
及び姿勢を制御して工作物の加工を行うロボット制御装
置において、 前記工具の前記工作物上の加工経路における前記工具に
よる加工点よりも前進した位置で固定されるとともに、
前記工具に対して一定の相対的位置に配置され、前記加
工経路上に存在する検出点の座標を検出するセンサと、 前記センサにより検出された前記座標に応じて、前記教
示データに基づく位置及び姿勢を修正して前記加工点が
前記加工経路上に存在するように制御する制御手段を有
することを特徴とするロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20029593A JPH0732281A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20029593A JPH0732281A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732281A true JPH0732281A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=16421945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20029593A Pending JPH0732281A (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732281A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8865566B2 (en) | 2002-12-03 | 2014-10-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of cutting semiconductor substrate |
| US8937264B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US9711405B2 (en) | 2002-03-12 | 2017-07-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP20029593A patent/JPH0732281A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8937264B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US8946591B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of manufacturing a semiconductor device formed using a substrate cutting method |
| US8946592B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US9837315B2 (en) | 2000-09-13 | 2017-12-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US10796959B2 (en) | 2000-09-13 | 2020-10-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US9711405B2 (en) | 2002-03-12 | 2017-07-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
| US10068801B2 (en) | 2002-03-12 | 2018-09-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
| US10622255B2 (en) | 2002-03-12 | 2020-04-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
| US11424162B2 (en) | 2002-03-12 | 2022-08-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
| US8865566B2 (en) | 2002-12-03 | 2014-10-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of cutting semiconductor substrate |
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