JPS63268005A - 産業用ロボツトの補間方式 - Google Patents
産業用ロボツトの補間方式Info
- Publication number
- JPS63268005A JPS63268005A JP10274087A JP10274087A JPS63268005A JP S63268005 A JPS63268005 A JP S63268005A JP 10274087 A JP10274087 A JP 10274087A JP 10274087 A JP10274087 A JP 10274087A JP S63268005 A JPS63268005 A JP S63268005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matrix
- tool
- coordinate system
- robot
- point
- Prior art date
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- Granted
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- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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７）における教示点間の軌跡の補
間方式に関する。
間方式に関する。
一般的に、ティーチングプレイバック方式でロボットを
制御する場合、教示データを少なくするために、Ｐ Ｔ
Ｐ （Ｐｏ１ｎｔ Ｔｏ Ｐｏ１ｎｔ ） 制御を
採用し、各教示点間については補間という処理を行って
移動の軌跡が円滑になるようにしている。
制御する場合、教示データを少なくするために、Ｐ Ｔ
Ｐ （Ｐｏ１ｎｔ Ｔｏ Ｐｏ１ｎｔ ） 制御を
採用し、各教示点間については補間という処理を行って
移動の軌跡が円滑になるようにしている。
ロボット制御装置は、各手首を駆動するそれぞれのモー
タに対して、教示データに基づく回転角度指令を単位タ
ロツク毎にパルス信号で与えることによりロボットを動
作させている（この単位クロックを以下、リアルタイム
クロンクと呼ぶこととする）。
タに対して、教示データに基づく回転角度指令を単位タ
ロツク毎にパルス信号で与えることによりロボットを動
作させている（この単位クロックを以下、リアルタイム
クロンクと呼ぶこととする）。
このリアルタイムクロック毎に与えられる指令の間にお
ける補間動作は、従来、ロボット制御装置により、次の
ような処理で行っていた。
ける補間動作は、従来、ロボット制御装置により、次の
ような処理で行っていた。
（１） 次のリアルタイムクロックでの、空間上の絶
対位置と姿勢（目標点マトリックスＴｏで表す）を求め
る。
対位置と姿勢（目標点マトリックスＴｏで表す）を求め
る。
（２）所定のツール先端（エンドエフェクタマトリック
スＴ、で表される点）がこの位置へくる手首フランジの
位置と姿勢（マトリックスＴＦで表される点）を求める
。
スＴ、で表される点）がこの位置へくる手首フランジの
位置と姿勢（マトリックスＴＦで表される点）を求める
。
（３） マトリックスＴ、を変換し、目標点での全軸
のモータ位置を求める。
のモータ位置を求める。
この処理を式で表すと、次のようになる。
Ｔ Ｆ−Ｔ Ｅ ＝ Ｔ 。
Ｔｐ ” Ｔｏ ’ ＴＥ−鵞
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、このような補間方式は、産業用ロボン）の制
御において、ワークを治具等に固定し、ロボットハンド
の手首に取り付けたツールを動かすことにより、作業を
行わせるという従来からの方式を採る場合についてのも
のである。
御において、ワークを治具等に固定し、ロボットハンド
の手首に取り付けたツールを動かすことにより、作業を
行わせるという従来からの方式を採る場合についてのも
のである。
ところが、ある作業については、ツールを固定し、ワー
クをロボットハンドで把持して加工点を制御した方が作
業工程が少なくて効率がよい場合がある。
クをロボットハンドで把持して加工点を制御した方が作
業工程が少なくて効率がよい場合がある。
たとえば、板の溶接を行う場合を例にすると、従来の制
御方法では、治具によって所定の位置に板をセットし、
ロボットの手首に取り付けた溶接トーチによって溶接作
業を行い、溶接終了後、治具から板を取り外すという工
程を採る。この場合、板の１般入、搬出は別の装置を制
御することにより行うため、ロボット制御装置のほかに
、板の搬入。
御方法では、治具によって所定の位置に板をセットし、
ロボットの手首に取り付けた溶接トーチによって溶接作
業を行い、溶接終了後、治具から板を取り外すという工
程を採る。この場合、板の１般入、搬出は別の装置を制
御することにより行うため、ロボット制御装置のほかに
、板の搬入。
搬出のための制御装置を必要とする。これに対して、溶
接トーチを固定し、板をロボットで把持して所定の場所
からの搬入を行い、続いて溶接を行った後、所定の場所
への搬出を同じロボットで行うようにすると、従来のよ
うな治具に対する板の取り付け、取り外しという作業及
びその制御を省略することができることになる。
接トーチを固定し、板をロボットで把持して所定の場所
からの搬入を行い、続いて溶接を行った後、所定の場所
への搬出を同じロボットで行うようにすると、従来のよ
うな治具に対する板の取り付け、取り外しという作業及
びその制御を省略することができることになる。
前に述べた従来の補間方式では、ツールの交換に対応し
てステップ毎にエンドエフェクタデータを変更すること
は可能であったが、ステップ間でのエンドエフェクタデ
ータは固定である。したがって、ステップ間でエンドエ
フェクタデータを変更する場合には、従来の補間方式は
適用できない。
てステップ毎にエンドエフェクタデータを変更すること
は可能であったが、ステップ間でのエンドエフェクタデ
ータは固定である。したがって、ステップ間でエンドエ
フェクタデータを変更する場合には、従来の補間方式は
適用できない。
今回のように、ロボットがワークを持ち、空間上の固定
点に対して作業を行うという新規な制御方式を採ろうと
する場合、手首フランジに対する制御点データ、つまり
エンドエフェクタデータをリアルタイムクロック毎に変
化させる必要があるが、前に述べた補間方式ではこれが
固定式であるために、そのまま適用することはできない
。そこで、ワーク持ち作業の場合は、補間動作なしのジ
ヨイント動作のみのプレイバックを行うしかない。
点に対して作業を行うという新規な制御方式を採ろうと
する場合、手首フランジに対する制御点データ、つまり
エンドエフェクタデータをリアルタイムクロック毎に変
化させる必要があるが、前に述べた補間方式ではこれが
固定式であるために、そのまま適用することはできない
。そこで、ワーク持ち作業の場合は、補間動作なしのジ
ヨイント動作のみのプレイバックを行うしかない。
なお、ジヨイント動作とは、各軸のモータを始点から終
点へ、加減速を行わずに一定速で回転させる動作をいい
、全軸同時スタート、同時停止となる制御を行う動作を
いう。
点へ、加減速を行わずに一定速で回転させる動作をいい
、全軸同時スタート、同時停止となる制御を行う動作を
いう。
したがって、円滑な軌跡を描かせるためには、従来の方
法においては、ティーチングの際に短ピツチで微細に教
える必要があった。また、ジヨイント動作での速度設定
は、２点間の移動量を最大とする軸速度を、その軸の持
つ最大速度の何％にするかという方法が採られるため、
求める制御点の移動速度とは、直接の関係がない。そこ
で、制御点速度を所望の速度にするためには、ジヨイン
ト動作速度をカットアンドトライで調整するしか方法が
なかった。したがって、ジヨイント動作で速度を制御す
ることは、非常に困難であった。
法においては、ティーチングの際に短ピツチで微細に教
える必要があった。また、ジヨイント動作での速度設定
は、２点間の移動量を最大とする軸速度を、その軸の持
つ最大速度の何％にするかという方法が採られるため、
求める制御点の移動速度とは、直接の関係がない。そこ
で、制御点速度を所望の速度にするためには、ジヨイン
ト動作速度をカットアンドトライで調整するしか方法が
なかった。したがって、ジヨイント動作で速度を制御す
ることは、非常に困難であった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、ワーク持ち作業でも補間動作を可能とすることを
目的とするものである。
ので、ワーク持ち作業でも補間動作を可能とすることを
目的とするものである。
この目的を達成するため、本発明の産業用ロボットの補
間方式は、ロボットとは独立に保持されたツールに対し
て、前記ロボットのアームに把持されたワークを相対的
に移動させて加工するワーク持ちロボットにおいて、前
記ツールの制御点を原点とするツール座標系と前記ツー
ルの取付フランジに固定されたフランジ座標系とをそれ
ぞれ想定し、各ティーチングポイント毎に前記ツール座
標系と７ランジ座標系との間のエンドエフェクタマトリ
ックスを求め、プレイバック時には、補間する任意のテ
ィーチングポイントに対応する２つの前記エンドエフェ
クタマトリックス相互間の変化量を表す差分マトリック
スＥ。６７ を求め、単位マトリックスから前記差分マ
トリックスＥＤＥＴ まで、マトリックスのエレメント
を徐々に変化させてできる増分マド’Ｊ ンクスＤ （
ｔ）を求め、補間開始点のエンドエフェクタマトリック
スと前記増分マトリックスとロボット座標系・ツール座
標系間の変換マトリックスＴ。Ｃとから、フランジマト
リックスＴＦｒを求めて逆変換を行うことを特徴とする
。
間方式は、ロボットとは独立に保持されたツールに対し
て、前記ロボットのアームに把持されたワークを相対的
に移動させて加工するワーク持ちロボットにおいて、前
記ツールの制御点を原点とするツール座標系と前記ツー
ルの取付フランジに固定されたフランジ座標系とをそれ
ぞれ想定し、各ティーチングポイント毎に前記ツール座
標系と７ランジ座標系との間のエンドエフェクタマトリ
ックスを求め、プレイバック時には、補間する任意のテ
ィーチングポイントに対応する２つの前記エンドエフェ
クタマトリックス相互間の変化量を表す差分マトリック
スＥ。６７ を求め、単位マトリックスから前記差分マ
トリックスＥＤＥＴ まで、マトリックスのエレメント
を徐々に変化させてできる増分マド’Ｊ ンクスＤ （
ｔ）を求め、補間開始点のエンドエフェクタマトリック
スと前記増分マトリックスとロボット座標系・ツール座
標系間の変換マトリックスＴ。Ｃとから、フランジマト
リックスＴＦｒを求めて逆変換を行うことを特徴とする
。
以下、本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明す
る。
る。
第３図に示すように、固定作業点Ｐが存在し、ワークを
備えたロボットがワーク上の任意の２点間（Ｐｗ、、
Ｐｗ２）を直線補間動作する場合の例について説明する
。
備えたロボットがワーク上の任意の２点間（Ｐｗ、、
Ｐｗ２）を直線補間動作する場合の例について説明する
。
まず、ツールの加工点、すなわち制御点を原点とするツ
ール座標系と、ツールの取付フランジに固定されたフラ
ンジ座標系とをそれぞれ想定する。
ール座標系と、ツールの取付フランジに固定されたフラ
ンジ座標系とをそれぞれ想定する。
また、各ティーチングポイント毎に、ツール座標系とフ
ランジ座標系との間のエンドエフェクタマトリックスを
求める。そして、次の手順により補間を行う。
ランジ座標系との間のエンドエフェクタマトリックスを
求める。そして、次の手順により補間を行う。
（１） エンドエフェクタデータが既知のツール先端
を固定作業点Ｐへ動作させ、空間上のＰの位置及び姿勢
（マトリックスＴ。Ｃ）を記憶する。
を固定作業点Ｐへ動作させ、空間上のＰの位置及び姿勢
（マトリックスＴ。Ｃ）を記憶する。
（２） 第３図（ａ）に示すように、ワーク上の任意
点ＰＷ１をＰ点へ動作させ、そのときの手首フランジマ
トリックスＴＦＩ及びＴ。Ｃより、次のようにｐｗ＋の
エンドエフェクタＴ□１を求める。
点ＰＷ１をＰ点へ動作させ、そのときの手首フランジマ
トリックスＴＦＩ及びＴ。Ｃより、次のようにｐｗ＋の
エンドエフェクタＴ□１を求める。
ＴＦＩ ・置 ＝ Ｔｏｃ
ＴＥＩ ＝ ＴＦ−’ ・Ｔｏｅ
（３） 第３図（Ｃ）に示すように、（２〕と同様に
Ｐｗ２に対してもＴ６□を求める。
Ｐｗ２に対してもＴ６□を求める。
上記（１）〜（３）のステップ、すなわちティーチング
時の手順を第１図に示す。
時の手順を第１図に示す。
（４） ＴＦＩとＴＥ２の位置姿勢の変位量である差
分マトリックスＥＤＥＴ を次の式により求める。
分マトリックスＥＤＥＴ を次の式により求める。
Ｔｔｚ ＝ 置 ’ Ｔｎｔｔ
ＥＤＥＴ＝ＴＥ−’・Ｔ Ｅ ２
（５）移動時間をｔ、とし、時間ｔ＝０て単位マトリッ
クス、ｊ”ｊｐでＥ。６．となるように、前記マトリッ
クスのエレメントを徐々に変化させてできる増分マトリ
ックスＤ （ｔ）をリアルタイムクロック毎に求める。
クス、ｊ”ｊｐでＥ。６．となるように、前記マトリッ
クスのエレメントを徐々に変化させてできる増分マトリ
ックスＤ （ｔ）をリアルタイムクロック毎に求める。
（６）第３図ら〕に示すように、Ｐ’ｖ＋とＰｗ、の間
の点でのエンドエフェクタマトリックスをＴＥｒすると
、ＴＥ、＝ＴＥＩ・Ｄ（し）となる。
の点でのエンドエフェクタマトリックスをＴＥｒすると
、ＴＥ、＝ＴＥＩ・Ｄ（し）となる。
（７） 時間ｔてのフランジのマトリックスＴＦｒは
、ＴＦ、・Ｔ、ｒ−Ｔ。ｃ ＴＦｒ ： Ｔｏｅ−”ｒＥｒ−’ となり、Ｔ、を変換することでリアルタイムクロック毎
の各軸のモータ位置が求まる。
、ＴＦ、・Ｔ、ｒ−Ｔ。ｃ ＴＦｒ ： Ｔｏｅ−”ｒＥｒ−’ となり、Ｔ、を変換することでリアルタイムクロック毎
の各軸のモータ位置が求まる。
上記（４）〜（７）のステップ、すなわちプレイバック
時の手順を第２図に示す。
時の手順を第２図に示す。
以上に述べたように、本発明においては、ティーチング
データとして各ポイント毎に手首フランジから制御点へ
の変換マトリックスを持ち、プレイバック時に空間上の
固定点に対して前記変換マトリックスを各点間で円滑に
変化させながら逆変換を行うようにしている。これによ
り、始点と終点との間のエンドエフェクタデータに基づ
いて補間点のエンドエフェクタデータを円滑に変化させ
ることができる。したがって、固定されたツールに対し
てワークを持って動作する場合に、これまて不可能てあ
った補間動作が可能になる。
データとして各ポイント毎に手首フランジから制御点へ
の変換マトリックスを持ち、プレイバック時に空間上の
固定点に対して前記変換マトリックスを各点間で円滑に
変化させながら逆変換を行うようにしている。これによ
り、始点と終点との間のエンドエフェクタデータに基づ
いて補間点のエンドエフェクタデータを円滑に変化させ
ることができる。したがって、固定されたツールに対し
てワークを持って動作する場合に、これまて不可能てあ
った補間動作が可能になる。
第１図及び第２図は本発明の実施例のフローチャート、
第３図は本発明の実施例での動作図である。 特許出願人 株式会社 安用電機製作所代 理
人 小 堀 益 （ほか２名）第：図 第２図 〈 （Ｃ） Ｉ ＦＩ ３図 ち イ ・１ ［
第３図は本発明の実施例での動作図である。 特許出願人 株式会社 安用電機製作所代 理
人 小 堀 益 （ほか２名）第：図 第２図 〈 （Ｃ） Ｉ ＦＩ ３図 ち イ ・１ ［
Claims (1)
- １、ロボットとは独立に保持されたツールに対して、前
記ロボットのアームに把持されたワークを相対的に移動
させて加工するワーク持ちロボットにおいて、前記ツー
ルの制御点を原点とするツール座標系と前記ツールの取
付フランジに固定されたフランジ座標系とをそれぞれ想
定し、各ティーチングポイント毎に前記ツール座標系と
フランジ座標系との間のエンドエフェクタマトリックス
を求め、プレイバック時には、補間する任意のティーチ
ングポイントに対応する２つの前記エンドエフェクタマ
トリックス相互間の変化量を表す差分マトリックスＥ＿
Ｄ＿Ｅ＿Ｔを求め、単位マトリックスから前記差分マト
リックスＥ＿Ｄ＿Ｅ＿Ｔまで、マトリックスのエレメン
トを徐々に変化させてできる増分マトリックスＤ（ｔ）
を求め、補間開始点のエンドエフェクタマトリックスと
前記増分マトリックスとロボット座標系・ツール座標系
間の変換マトリックスＴ＿Ｏ＿Ｃとから、フランジマト
リックスＴ＿Ｆ＿ｒを求めて逆変換を行うことを特徴と
する産業用ロボットの補間方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102740A JP2512473B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 産業用ロボツトの補間方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102740A JP2512473B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 産業用ロボツトの補間方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268005A true JPS63268005A (ja) | 1988-11-04 |
| JP2512473B2 JP2512473B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=14335634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62102740A Expired - Fee Related JP2512473B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 産業用ロボツトの補間方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512473B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02143188U (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-05 | ||
| JPH03239486A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 産業用ロボットの制御方法および装置 |
| JP2013233650A (ja) * | 2013-07-12 | 2013-11-21 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム |
| DE102016002340A1 (de) | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Fanuc Corporation | Robotersystem mit einem Roboter, der synchron mit einer Biegemaschine betrieben wird |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63231502A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボツトの制御方法 |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP62102740A patent/JP2512473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63231502A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ロボツトの制御方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02143188U (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-05 | ||
| JPH03239486A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 産業用ロボットの制御方法および装置 |
| JP2013233650A (ja) * | 2013-07-12 | 2013-11-21 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム |
| DE102016002340A1 (de) | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Fanuc Corporation | Robotersystem mit einem Roboter, der synchron mit einer Biegemaschine betrieben wird |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2512473B2 (ja) | 1996-07-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |