JPS6380305A - ロボツトの制御方法 - Google Patents
ロボツトの制御方法Info
- Publication number
- JPS6380305A JPS6380305A JP61225265A JP22526586A JPS6380305A JP S6380305 A JPS6380305 A JP S6380305A JP 61225265 A JP61225265 A JP 61225265A JP 22526586 A JP22526586 A JP 22526586A JP S6380305 A JPS6380305 A JP S6380305A
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- JP
- Japan
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- arm
- robot
- robot control
- temperature
- control device
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- Pending
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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、ロボットのアーム長の温度による変化を補償
するロボットの制御方法に関するものである。
するロボットの制御方法に関するものである。
従来の技術
近年、ロボットの制御装置は高精度の位置決めのできる
ロボットに対応して高機能化が要求されている。
ロボットに対応して高機能化が要求されている。
以下図面を参照しながら、従来のロボットの制御装置の
一例について説明する。
一例について説明する。
第２図は従来のロボットの制御装置の構成を示すもので
ある。第２図において、１はロボット制御装置、２ａ、
２ｂはロボットの各アーム、３ａ。
ある。第２図において、１はロボット制御装置、２ａ、
２ｂはロボットの各アーム、３ａ。
３ｂはモータ、４ａ、４ｂは位置検出器である。
モータ３ａ、３ｂの位置検出器４ａ、 ４ｂの出力はロ
ボット制御装置１に接続されており、各モータ３ａ、３
ｂの現在位置を検出する。またモータ３ａ、３ｂとアー
ム２ａ、２ｂの間には減速機が入っている事が多いがこ
こでは高精度の位置決めを必要とするので減速機なしの
ダイレクト・ドライブ方式とする。第２図では２自由度
のロボットの構成を示しているがＮ自由度のロボットに
おいては軸数を増やしていくだけで構成は２自由度の場
合と同様である。
ボット制御装置１に接続されており、各モータ３ａ、３
ｂの現在位置を検出する。またモータ３ａ、３ｂとアー
ム２ａ、２ｂの間には減速機が入っている事が多いがこ
こでは高精度の位置決めを必要とするので減速機なしの
ダイレクト・ドライブ方式とする。第２図では２自由度
のロボットの構成を示しているがＮ自由度のロボットに
おいては軸数を増やしていくだけで構成は２自由度の場
合と同様である。
以上のように構成されたロボットの制御装置について、
以下その動作について説明する。
以下その動作について説明する。
ロボット制御装置１はロボットの各アーム２ａ。
２ｂを駆動するモータ３ａ、３ｂを動かし、次に各モー
タの位置検出器４ａ、 ４ｂからのフィードバック量か
ら各モータ３ａ、 ３ｂを指令位置で止める。第３図に
絶対座標系Ｘと関節座標系Ｈとの関係を示す。一定環境
での第１アーム２ａの長さをＬとし、第２アーム２ｂの
長さをＬｌ とすると、アームノ先端ノ位置ｘ□−（
” ０ｒ ７０＋ Ｚ □）Ｔ（！：、各関節角Ｈ０−
（θ１．θ ）Ｔは（１）式のように表わされる。
タの位置検出器４ａ、 ４ｂからのフィードバック量か
ら各モータ３ａ、 ３ｂを指令位置で止める。第３図に
絶対座標系Ｘと関節座標系Ｈとの関係を示す。一定環境
での第１アーム２ａの長さをＬとし、第２アーム２ｂの
長さをＬｌ とすると、アームノ先端ノ位置ｘ□−（
” ０ｒ ７０＋ Ｚ □）Ｔ（！：、各関節角Ｈ０−
（θ１．θ ）Ｔは（１）式のように表わされる。
Ｘ０＝（ＩＯ２ｙＯＴｚｏ）Ｔ
＝／Ｉ（Ｈｏ）
但し、ＡはＨからＸへの変換行列
ロボット制御装置１は、ロボットが動作したい点ｘｏを
教示動作あるいは外部装置より送られて来るデータより
知）、（２）式の逆演算を行なうことによシ各関節角Ｈ
ｏを知る。
教示動作あるいは外部装置より送られて来るデータより
知）、（２）式の逆演算を行なうことによシ各関節角Ｈ
ｏを知る。
Ｈｏ−Ａ−’Ｘ０ ・・・・・・・・・（２）次に
ロボット制御装置１は上記で得られた各関節角Ｈ０−（
θ１．θ２）まで各アーム２ａ、２ｂを動かすため、各
モータ３ａ、ｓｂを駆動し、モータの位置検出器４ａ、
４ｂを使い、正確に各関節角Ｈ０で各モータを止める
ことにより、アームの先端の位置ｘ０に正確な位置決め
を行なっていた。
ロボット制御装置１は上記で得られた各関節角Ｈ０−（
θ１．θ２）まで各アーム２ａ、２ｂを動かすため、各
モータ３ａ、ｓｂを駆動し、モータの位置検出器４ａ、
４ｂを使い、正確に各関節角Ｈ０で各モータを止める
ことにより、アームの先端の位置ｘ０に正確な位置決め
を行なっていた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では、各アーム長Ｌ１．
Ｌ２は常に一定であると考えられていたので、モータの
発熱や室温の変化等により動作環境が変化し各アームの
温度が変化した場合には、アーム長Ｌ１．Ｌ２が変化し
てしまい、ロボット制御装置１が各アームを０１．θ２
で正しく位置決めしても、アームの先端ではｘｏの点（
ならず正確な位置決めが出来ないという問題点を有して
いた。
Ｌ２は常に一定であると考えられていたので、モータの
発熱や室温の変化等により動作環境が変化し各アームの
温度が変化した場合には、アーム長Ｌ１．Ｌ２が変化し
てしまい、ロボット制御装置１が各アームを０１．θ２
で正しく位置決めしても、アームの先端ではｘｏの点（
ならず正確な位置決めが出来ないという問題点を有して
いた。
本発明は上記問題点に鑑み、各アームの温度変化による
変化Ｉを検出し、それらを補正することによシ正確な位
置決めのできるロボットの制御方法を提供するものであ
る。
変化Ｉを検出し、それらを補正することによシ正確な位
置決めのできるロボットの制御方法を提供するものであ
る。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明のロボットの制御方
法は、Ｎ自由度を持ったロボットと、前記ロボットの各
アームに取）付けられた温度センサと、前記温度センサ
の出力信号を処理しディジタル信号に変換する信号変換
器と、前記ロボットのアームを駆動するモータと、前記
モータの位置を検出する位置検出器と、前記モータを制
御するロボット制御装置を備えたシステムにおけるロボ
ットの制御方法であって、前記信号変換器の出力信号を
ロボット制御装置に取り込み、前記ロボッ４Ａ トのアームの温度を知ることにより前記アームの長さの
変化量を計算し各アームの長さを補正し、補正されたア
ーム長を使い、ロボットのアームの先端の位置決め点か
ら逆演算によシ求まる各関節角の補正を行い、補正され
た各関節角に各アームを位置決めして、アーム先端の位
置決めを行なうものである。
法は、Ｎ自由度を持ったロボットと、前記ロボットの各
アームに取）付けられた温度センサと、前記温度センサ
の出力信号を処理しディジタル信号に変換する信号変換
器と、前記ロボットのアームを駆動するモータと、前記
モータの位置を検出する位置検出器と、前記モータを制
御するロボット制御装置を備えたシステムにおけるロボ
ットの制御方法であって、前記信号変換器の出力信号を
ロボット制御装置に取り込み、前記ロボッ４Ａ トのアームの温度を知ることにより前記アームの長さの
変化量を計算し各アームの長さを補正し、補正されたア
ーム長を使い、ロボットのアームの先端の位置決め点か
ら逆演算によシ求まる各関節角の補正を行い、補正され
た各関節角に各アームを位置決めして、アーム先端の位
置決めを行なうものである。
作 用
本発明は上記した構成によって、ロボット制御装置が各
アームの温度を知シ、各アーム長の変化量を補正し、ア
ーム先端での位置決め点から逆演算によシ求められる各
関節角を補正することにょシ、ロボットのアームの先端
の絶対座標系での位置決め精度を良くすることができる
。
アームの温度を知シ、各アーム長の変化量を補正し、ア
ーム先端での位置決め点から逆演算によシ求められる各
関節角を補正することにょシ、ロボットのアームの先端
の絶対座標系での位置決め精度を良くすることができる
。
実施例
以下本発明の一実施例のロボットの制御方法について、
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例
に用いるロボットの制御システムの構成を示すものであ
る。第１図において、１はロボット制御装置、２ａは第
１アーム、２ｂは第２アーム、３ａ、３ｂは各アームを
駆動するモータ、４ａ、 ４ｂは各モータの位置検出器
、８ａ。
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施例
に用いるロボットの制御システムの構成を示すものであ
る。第１図において、１はロボット制御装置、２ａは第
１アーム、２ｂは第２アーム、３ａ、３ｂは各アームを
駆動するモータ、４ａ、 ４ｂは各モータの位置検出器
、８ａ。
ｓｂ、 ６ｃは各アームに取り付けられた温度センサ、
６は温度センサの出力信号を処理しディジタル信号に変
換する信号変換器である。以上のように構成されたロボ
ットの制御装置について、以下第１図及び第３図を用い
てその動作を説明する。
６は温度センサの出力信号を処理しディジタル信号に変
換する信号変換器である。以上のように構成されたロボ
ットの制御装置について、以下第１図及び第３図を用い
てその動作を説明する。
第１図において、ロボット制御装置１は、各アームに取
り付けられた温度センサ５ａ、５ｂ、５ｃより信号変換
器６を通して各アームの温度を知る。
り付けられた温度センサ５ａ、５ｂ、５ｃより信号変換
器６を通して各アームの温度を知る。
温度センサ８ａ、５ｂ、５ｃにより検出された温度をそ
れぞれＴａ、Ｔｂ、Ｔｏ とする。アームの温度分布が
線形であったとすると第１アーム及び第２アームの平均
温度Ｔ１．Ｔ２は（３）式のようになる。
れぞれＴａ、Ｔｂ、Ｔｏ とする。アームの温度分布が
線形であったとすると第１アーム及び第２アームの平均
温度Ｔ１．Ｔ２は（３）式のようになる。
ロボットの各アーム長はＬｌ、Ｌ２であるが、これを測
定した時のアームの温度をＴ。とする。現在の第１．第
２アームの温度がＴ１．Ｔ２であるから、現在の第１．
第２アームの長さをＬＩ Ｐ Ｉ Ｌ１２とし、各アー
ムの材質は同一とし、その線膨張率をａとすると（４）
式が成り立つ。
定した時のアームの温度をＴ。とする。現在の第１．第
２アームの温度がＴ１．Ｔ２であるから、現在の第１．
第２アームの長さをＬＩ Ｐ Ｉ Ｌ１２とし、各アー
ムの材質は同一とし、その線膨張率をａとすると（４）
式が成り立つ。
ＬｌＰ−Ｌ１＋α（Ｔ、−Ｔｏ）
・・・・・・・・・（４）
Ｌ２Ｐ′″Ｌ２＋ａ（Ｔ２−ＴＯ）
ロボットの位置決めを行ないたい点は絶対座標系でＸ□
＝（”０＋７０＋Ｚ□） ’ｔ’あり、ロボット制御装
置１は、位置決めしたい各関節角Ｈ８Ｐ＝（０１Ｐ、０
２Ｐ）Ｔを、（２）式を使って計算を行なう。この時使
用する各アーム長はそれぞれ（４）式を求めたＬｌＰ、
Ｌ１２である。すなわち、アーム先端の位置Ｘ。と、各
関節角Ｈ８Ｐは（５）式のように表わされる。
＝（”０＋７０＋Ｚ□） ’ｔ’あり、ロボット制御装
置１は、位置決めしたい各関節角Ｈ８Ｐ＝（０１Ｐ、０
２Ｐ）Ｔを、（２）式を使って計算を行なう。この時使
用する各アーム長はそれぞれ（４）式を求めたＬｌＰ、
Ｌ１２である。すなわち、アーム先端の位置Ｘ。と、各
関節角Ｈ８Ｐは（５）式のように表わされる。
Ｘｏ＝（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）Ｔ
ロボット制御装置１はロボットの各アーム２ａ。
２ｂに取り付けられた各モータ３ａ、ｓｂを、上記で計
算した関節角Ｈ０Ｐ−（θ１Ｐ、０２Ｐ） まで動作
させ、ロボットのアームの先端の位置決め点ｘ０に正確
に位置決めを行なう。特に数μｍの高精度の位置決めを
行なう作業においては、アーム長の温度変化による誤差
がアーム先端の位置決めに大きく影響し上記のアーム長
の補正を行なうことにより高精度の位置決めが可能とな
る。
算した関節角Ｈ０Ｐ−（θ１Ｐ、０２Ｐ） まで動作
させ、ロボットのアームの先端の位置決め点ｘ０に正確
に位置決めを行なう。特に数μｍの高精度の位置決めを
行なう作業においては、アーム長の温度変化による誤差
がアーム先端の位置決めに大きく影響し上記のアーム長
の補正を行なうことにより高精度の位置決めが可能とな
る。
ロボット制御装置１がアームの温度変化によるアーム長
の補正を行なう方法としては幾つかある。
の補正を行なう方法としては幾つかある。
１つの実施例としてはロボット制御装置１の中でタイマ
の管理を行ない、一定時間ごとにアーム長の補正を行な
う例がある。他の実施例としては、測定しているアーム
の温度が一定温度以上変化した場合に補正を行なってい
る例がある。
の管理を行ない、一定時間ごとにアーム長の補正を行な
う例がある。他の実施例としては、測定しているアーム
の温度が一定温度以上変化した場合に補正を行なってい
る例がある。
以上のように、各アームに温度センナを設け、各アーム
の温度変化による変化量の補正を行ない、各関節角の補
正を行なうことにより、高精度の位置決めができる。
の温度変化による変化量の補正を行ない、各関節角の補
正を行なうことにより、高精度の位置決めができる。
なお、実施例においては、２自由度のロボットアームに
ついて説明したが、Ｎ自由度のロボットアームについて
も同様に考えることができる。
ついて説明したが、Ｎ自由度のロボットアームについて
も同様に考えることができる。
なお、実施例においては、より高精度を得るために２自
由度のロボットアームで３個の温度センサを使ったが、
モータの発熱等が少なく各アームが均一の温度になる場
合には１個の温度センナを使って各アーム長の補正を行
なってもよい。
由度のロボットアームで３個の温度センサを使ったが、
モータの発熱等が少なく各アームが均一の温度になる場
合には１個の温度センナを使って各アーム長の補正を行
なってもよい。
なお、実施例においては、２自由度のロボットアームで
３個の温度センサを使用したが、各アームに１個ずつの
温度センサを使用してもよい。
３個の温度センサを使用したが、各アームに１個ずつの
温度センサを使用してもよい。
なお、実施例においては、モータとアームの間に減速機
を用いなかったが、減速機を用いたものについても同様
のことを行なってもよい。
を用いなかったが、減速機を用いたものについても同様
のことを行なってもよい。
発明の効果
以上のように本発明は、温度変化のいかんにかかわらず
常に、アーム先端での高精度の位置決めを行うことがで
きる。
常に、アーム先端での高精度の位置決めを行うことがで
きる。
第１図は本発明の一実施例に用いるロボットの制御シス
テムの構成図、第２図は従来のロボットの制御システム
の構成図、第３図は２自由度の口ポットの絶対座標系と
関節座標系の関係図である。 １・・・・・・ロボット制御装置、２ａ、２ｂ・・・・
・・ロボットのアーム、３ ａ 、 ３ ｂ＝−−−−
モータ、４ａ、４ｂ・・・・・・位置検出器、５ａ、ｓ
ｂ、ｔｓｃ・・・・・・温度センサ、６・・・・・・信
号変換器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ｆ−ＴｌｌでｚＬｔｌｔｊＮ釆１第２図
テムの構成図、第２図は従来のロボットの制御システム
の構成図、第３図は２自由度の口ポットの絶対座標系と
関節座標系の関係図である。 １・・・・・・ロボット制御装置、２ａ、２ｂ・・・・
・・ロボットのアーム、３ ａ 、 ３ ｂ＝−−−−
モータ、４ａ、４ｂ・・・・・・位置検出器、５ａ、ｓ
ｂ、ｔｓｃ・・・・・・温度センサ、６・・・・・・信
号変換器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ｆ−ＴｌｌでｚＬｔｌｔｊＮ釆１第２図
Claims (1)
- Ｎ自由度を持ったロボットと、前記ロボットの各アーム
に取り付けられた温度センサと、前記温度センサの出力
信号を処理しディジタル信号に変換する信号変換器と、
前記ロボットのアームを駆動するモータと、前記モータ
の位置を検出する位置検出器と、前記モータを制御する
ロボット制御装置を備えたシステムにおけるロボットの
制御方法であって、前記信号変換器の出力信号をロボッ
ト制御装置に取り込み、前記ロボットのアームの温度を
知ることにより前記アームの長さの変化量を計算し各ア
ームの長さを補正し、補正されたアーム長を使い、ロボ
ットのアームの先端の位置決め点から逆演算により求ま
る各関節角の補正を行い、補正された各関節角に各アー
ムを位置決めして、アーム先端の位置決めを行うことを
特徴とするロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225265A JPS6380305A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225265A JPS6380305A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | ロボツトの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6380305A true JPS6380305A (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=16826608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61225265A Pending JPS6380305A (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6380305A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0241879A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Fanuc Ltd | 産業用ロボットの位置補正方式 |
| EP0567765A3 (ja) * | 1992-04-30 | 1994-04-13 | Siemens Ag | |
| JP2009297829A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置 |
| JP2010284737A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Jtekt Corp | 位置決め装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61164787A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-25 | 株式会社東芝 | 水平多関節型ロボツトの教示位置制御方法 |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP61225265A patent/JPS6380305A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61164787A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-25 | 株式会社東芝 | 水平多関節型ロボツトの教示位置制御方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0241879A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Fanuc Ltd | 産業用ロボットの位置補正方式 |
| EP0567765A3 (ja) * | 1992-04-30 | 1994-04-13 | Siemens Ag | |
| JP2009297829A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置 |
| JP2010284737A (ja) * | 2009-06-10 | 2010-12-24 | Jtekt Corp | 位置決め装置 |
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