JP2778285B2 - Copying sensor robot system - Google Patents
Copying sensor robot systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は溶接,切断,研磨などに
用いられる倣い式のセンサロボットシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copying type sensor robot system used for welding, cutting, polishing and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】倣いセンサロボットシステムは、ロボッ
トの作業点に対する作業対象のずれを倣いセンサで検出
し、これをロボットの軌跡演算にフィードバックするこ
とにより、実時間で位置修正を行い、作業品質の向上を
図るものである。2. Description of the Related Art In a copying sensor robot system, a displacement of a work target with respect to a working point of a robot is detected by a copying sensor, and this is fed back to a robot trajectory calculation to correct a position in real time, thereby improving work quality. It is intended to improve.
【0003】ロボットの作業点に対する作業対象のずれ
は、通常ロボット先端のツールによって定まる座標系で
得られる。このずれはロボットの直交座標に変換され、
一定時間ごとにロボットの位置を算出する補間演算にお
いて、次に計算される目標位置に対して修正が行われ
る。修正が行われた目標位置がロボット各軸の位置に変
換され倣いを実現している。[0003] The displacement of the work object from the work point of the robot is usually obtained in a coordinate system determined by a tool at the tip of the robot. This shift is converted to the Cartesian coordinates of the robot,
In the interpolation calculation for calculating the position of the robot at regular intervals, the target position calculated next is corrected. The corrected target position is converted into the position of each axis of the robot to realize the copying.
【0004】従来の、倣いセンサロボットシステムにお
ける、ロボット制御装置の軌跡演算制御の流れを図3の
ブロック構成図により説明する。The flow of trajectory calculation control of a robot controller in a conventional scanning sensor robot system will be described with reference to the block diagram of FIG.
【0005】図3において、軌跡演算部3は教示され図
示されていない記憶部に記憶されたプログラムを参照し
て、ロボット11の一定時間ごとの位置を算出する。座
標変換部A4は軌跡演算部3の出力をロボット11の各
動作軸の位置に変換する。サーボ制御部9は座標変換部
A4の出力に従い、サーボアンプ10を介してロボット
11の各動作軸の位置制御を行う。また、軌跡修正部8
は座標変換部B6より得られた倣いセンサ1の出力を軌
跡演算部3にフィードバックして倣いを実現している。
なお、5は倣いセンサ1の出力からロボット11の手首
座標系における位置修正量を出力するセンサ制御部、6
はセンサ制御部5の出力をロボットの基準座標系に変換
する座標変換部B、15はロボット制御装置を示してい
る。In FIG. 3, a trajectory calculation unit 3 calculates the position of the robot 11 at regular intervals with reference to a program stored in a storage unit (not shown) which is taught. The coordinate conversion unit A4 converts the output of the trajectory calculation unit 3 into the position of each operation axis of the robot 11. The servo controller 9 controls the position of each operation axis of the robot 11 via the servo amplifier 10 according to the output of the coordinate converter A4. Also, the locus correction unit 8
Indicates that the output of the copying sensor 1 obtained from the coordinate conversion unit B6 is fed back to the trajectory calculation unit 3 to realize the copying.
Reference numeral 5 denotes a sensor control unit that outputs a position correction amount in the wrist coordinate system of the robot 11 from the output of the scanning sensor 1, and 6
Denotes a coordinate conversion unit B for converting the output of the sensor control unit 5 into the reference coordinate system of the robot, and 15 denotes a robot control device.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】例えば6軸垂直多間接
ロボットの場合、現在のマイクロコンピュータの能力で
は、通常補間計算は数10msec程度であるから、倣
いセンサからのずれに大して軌跡計算が修正されるまで
に、最大数10msecを要する。さらに、緩加減速、
サーボ制御、通信のオーバヘッド等の応答の遅れを含め
ると、実際にロボットの位置修正が行われる迄の応答時
間は100msec程度かかることになる。すなわち、
倣いセンサの出力に対してロボットが反応しない無駄時
間が100msec程度となる。For example, in the case of a 6-axis vertical multi-indirect robot, the interpolation calculation is usually about several tens of msec with the current microcomputer, so that the trajectory calculation is corrected to be much larger than the deviation from the scanning sensor. It takes a maximum of several tens of msec to complete. In addition, slow acceleration / deceleration,
Including the response delay such as the servo control and the communication overhead, the response time until the position of the robot is actually corrected takes about 100 msec. That is,
The dead time during which the robot does not respond to the output of the copying sensor is about 100 msec.
【0007】倣いセンサの出力に対してロボットの応答
が遅れると、作業点と認識している位置とのずれが大き
くなる。このため、作業が高速になるにつれて、倣い精
度の低下や、軌跡の蛇行などの作業品質の劣化を生じ
る。したがって、ロボットの応答時間は、倣いセンサロ
ボットシステムにおける作業の高速化に大きな影響を及
ぼす要因の1つである。倣いセンサロボットに対して、
高速性を要求されている状況下にあって、倣いセンサ応
答の高速化は大きな課題である。If the response of the robot to the output of the copying sensor is delayed, the deviation between the working point and the recognized position increases. For this reason, as the work speed increases, the work quality deteriorates, such as a decrease in the scanning accuracy and a meandering locus. Therefore, the response time of the robot is one of the factors that greatly affect the speeding up of work in the copying sensor robot system. For the scanning sensor robot,
In a situation where high speed is required, speeding up the response of the scanning sensor is a major issue.
【0008】本発明は、ロボットの倣い制御の応答時間
を大幅に短縮し、高速運転時においても倣い精度の低下
や軌跡の蛇行のない倣いセンサロボットシステムを提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a scanning sensor robot system in which the response time of the robot scanning control is greatly reduced, and the scanning accuracy is not reduced and the locus does not meander even during high-speed operation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、従来倣いセンサの出力を座標変換部Bに
よりロボットの基準座標系に変換し、その座標変換部B
の出力を軌跡修正部に入力し、軌跡修正部により動作軌
跡の修正を行い、その軌跡修正部の出力データを軌跡演
算部にフィードバックしていたのに対し、軌跡演算部の
出力を座標変換部Aでロボットの各動作軸の位置に変換
して、座標変換部Aの出力をサーボ制御部に入力するの
と同時に、前記軌跡修正部の出力データを軌跡演算部の
出力とは独立させてサーボ制御部に直接フィードバック
するようにロボット制御装置を構成したものである。According to the present invention, in order to achieve the above object, the output of a conventional copying sensor is converted into a reference coordinate system of a robot by a coordinate conversion unit B, and the coordinate conversion unit B
The output of the trajectory correction unit is input to the trajectory correction unit, the trajectory correction unit corrects the motion trajectory, and the output data of the trajectory correction unit is fed back to the trajectory calculation unit. A, the position of each motion axis of the robot is converted, and the output of the coordinate conversion unit A is input to the servo control unit, and at the same time, the output data of the trajectory correction unit is output to the trajectory calculation unit.
The robot controller is configured to directly feed back to the servo controller independently of the output .
【0010】[0010]
【作用】図3から明らかなように、従来は、軌跡演算部
の周期に同期して位置修正を行うため、応答時間を短縮
にするには、軌跡演算部の処理を高速にする必要があっ
た。しかし、これはマイクロコンピュータの性能で決定
されるため、高速化には限界がある。As is apparent from FIG. 3, conventionally, since the position is corrected in synchronization with the cycle of the trajectory calculation unit, the processing of the trajectory calculation unit must be performed at high speed in order to shorten the response time. Was. However, since this is determined by the performance of the microcomputer, there is a limit to speeding up.
【0011】これに対して本発明では、図1から明らか
なように、位置修正が軌跡演算とは独立し、非同期に実
行している。したがって、位置修正の処理の高速化(処
理の優先度を高くする、近似アルゴリズムにより処理時
間を短縮する等)により応答時間を短縮することが可能
となる。On the other hand, in the present invention, as is apparent from FIG. 1, the position correction is executed independently of the trajectory calculation and asynchronously. Therefore, it is possible to shorten the response time by increasing the speed of the position correction processing (e.g., increasing the priority of the processing, shortening the processing time by using an approximation algorithm).
【0012】[0012]
【実施例】本発明の倣いセンサロボットシステムの一実
施例として、6軸多関節型アーク溶接ロボットのアーク
センサシステムへの適用について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of a scanning sensor robot system according to the present invention, application of a six-axis articulated arc welding robot to an arc sensor system will be described.
【0013】アークセンサとは、溶接作業において、ア
ーク溶接機の溶接信号(溶接電流、アーク電圧等)に基
づいて、溶接継手の開先の位置情報を得るものであり、
アーク溶接ロボットシステムにおいては、現在もっとも
実用的な溶接線倣いセンサである。図2に本システムの
構成を示す。The arc sensor obtains positional information of a groove of a weld joint in a welding operation based on a welding signal (welding current, arc voltage, etc.) of an arc welding machine.
In arc welding robot systems, it is the most practical welding line tracking sensor at present. FIG. 2 shows the configuration of the present system.
【0014】アーク溶接ロボット14はロボット制御装
置2により制御される。ロボット制御装置2内におい
て、軌跡演算部3は図示されていない記憶部にある動作
プログラムを参照して、直交座標系におけるアーク溶接
ロボット14の一定時間ごとの位置を算出する。座標変
換部A4は、軌跡演算部3の直交座標系出力をアーク溶
接ロボット14の各動作軸の位置に変換する。サーボ制
御部9は座標変換部A4の出力に従いアーク溶接ロボッ
ト14の各動作軸の位置制御を行う。サーボ制御部9の
出力はサーボアンプ10を介してアーク溶接ロボット1
4へ送られる。The arc welding robot 14 is controlled by the robot controller 2. In the robot control device 2, the trajectory calculation unit 3 calculates the position of the arc welding robot 14 at regular intervals in the orthogonal coordinate system with reference to an operation program stored in a storage unit (not shown). The coordinate conversion unit A4 converts the output of the orthogonal coordinate system of the trajectory calculation unit 3 into the position of each operation axis of the arc welding robot 14. The servo controller 9 controls the position of each operation axis of the arc welding robot 14 according to the output of the coordinate converter A4. The output of the servo control unit 9 is transmitted to the arc welding robot 1 via the servo amplifier 10.
Sent to 4.
【0015】倣い制御に関しては、アークセンサ13
は、アーク溶接機12の溶接信号を検出し、センサ制御
部5で手首座標系における溶接線の位置を認識する。座
標変換部B6はセンサ制御部5の手首座標系出力を直交
座標系に、また座標変換部C7は座標変換部B6の直交
座標系出力を関節座標系にそれぞれ変換する。軌跡修正
部8は座標変換部C7の出力をサーボ制御部9に送る。
以上の構成により、アークセンサを用いた倣いセンサロ
ボットシステムによる溶接線倣いを実現している。Regarding the scanning control, the arc sensor 13
Detects the welding signal of the arc welding machine 12, and recognizes the position of the welding line in the wrist coordinate system by the sensor control unit 5. The coordinate conversion unit B6 converts the wrist coordinate system output of the sensor control unit 5 into a rectangular coordinate system, and the coordinate conversion unit C7 converts the rectangular coordinate system output of the coordinate conversion unit B6 into a joint coordinate system. The trajectory correction unit 8 sends the output of the coordinate conversion unit C7 to the servo control unit 9.
With the configuration described above, welding line scanning is realized by a scanning sensor robot system using an arc sensor.
【0016】図1は倣いセンサ1をアークセンサ13
に、またロボット11をアーク溶接ロボット14にそれ
ぞれ限定しない、一般の倣いセンサロボットシステムの
構成を示すブロック図である。図1においてセンサ1と
ロボット11を除いては図2の構成と同一であり、その
機能も同一である。FIG. 1 shows the scanning sensor 1 as an arc sensor 13.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a general copying sensor robot system in which the robot 11 is not limited to the arc welding robot 14, respectively. 1 is the same as the configuration in FIG. 2 except for the sensor 1 and the robot 11, and has the same function.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、通常の軌跡制御とは独立して倣いセンサに
よる位置修正を行うので、倣い制御の応答時間の短縮が
実現できる。これにより、ロボットの高速運転時におけ
る倣い精度が向上し、作業性が向上すると同時に作業品
質を向上させることが可能となる。As is apparent from the above description, according to the present invention, since the position is corrected by the scanning sensor independently of the normal trajectory control, the response time of the scanning control can be shortened. As a result, the copying accuracy at the time of high-speed operation of the robot is improved, and workability is improved, and at the same time, work quality can be improved.
【図1】本発明の倣いセンサロボットシステムの一般的
な実施例の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a general embodiment of a scanning sensor robot system according to the present invention.
【図2】本発明の倣いセンサロボットシステムにアーク
センサを用いた実施例の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment using an arc sensor in the scanning sensor robot system of the present invention.
【図3】従来の倣いセンサロボットシステムの構成を示
すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional scanning sensor robot system.
1 倣いセンサ 2 ロボット制御装置 3 軌跡演算部 4 座標変換部A 5 センサ制御部 6 座標変換部B 7 座標変換部C 8 軌跡修正部 9 サーボ制御部 10 サーボアンプ 11 ロボット REFERENCE SIGNS LIST 1 scanning sensor 2 robot control device 3 trajectory calculation unit 4 coordinate conversion unit A 5 sensor control unit 6 coordinate conversion unit B 7 coordinate conversion unit C 8 trajectory correction unit 9 servo control unit 10 servo amplifier 11 robot
Claims (1)
ボットの作業点に対する作業対象の位置情報を出力する
倣いセンサと、ロボット制御装置とによって構成され、
ロボット制御装置が、ロボットの基本座標系における動
作軌跡を演算する軌跡演算部と、その軌跡演算部の出力
をロボット各動作軸の位置に変換する座標変換部Aと、
その座標変換部Aの出力を基にロボットの各動作軸を制
御するサーボ制御部と、そのサーボ制御部の出力を基に
ロボットの各動作軸を駆動するサーボモータを制御する
サーボアンプと、前記倣いセンサの出力よりロボットの
手首座標系における位置修正量を出力するセンサ制御部
と、そのセンサ制御部の出力をロボットの基準座標系に
変換する座標変換部Bと、その座標変換部Bの出力をロ
ボットの各動作軸の位置に変換する座標変換部Cと、そ
の座標変換部Cの出力を基に動作軌跡の修正を行う軌跡
修正部とを有し、軌跡修正部の出力を前記軌跡演算部の
出力とは独立させて前記サーボ制御部にフィードバック
して位置修正を行う倣いセンサロボットシステム。A robot having a plurality of motion axes, a scanning sensor for outputting position information of a work target with respect to a work point of the robot, and a robot control device;
A trajectory calculation unit for calculating a motion trajectory of the robot in the basic coordinate system of the robot, a coordinate conversion unit A for converting an output of the trajectory calculation unit into a position of each motion axis of the robot,
A servo control unit that controls each operation axis of the robot based on the output of the coordinate conversion unit A; a servo amplifier that controls a servo motor that drives each operation axis of the robot based on the output of the servo control unit; A sensor control unit that outputs a position correction amount in the robot's wrist coordinate system from an output of the scanning sensor, a coordinate conversion unit B that converts the output of the sensor control unit into a reference coordinate system of the robot, and an output of the coordinate conversion unit B And a trajectory correction unit for correcting a motion trajectory based on the output of the coordinate conversion unit C. The output of the trajectory correction unit is calculated by the trajectory calculation. Part of
A scanning sensor robot system that performs position correction by feeding back to the servo control unit independently of output .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3128994A JP2778285B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Copying sensor robot system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3128994A JP2778285B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Copying sensor robot system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04353903A JPH04353903A (en) | 1992-12-08 |
JP2778285B2 true JP2778285B2 (en) | 1998-07-23 |
Family
ID=14998507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111216136A (en) * | 2020-03-11 | 2020-06-02 | 集美大学 | Multi-degree-of-freedom mechanical arm control system, method, storage medium and computer |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS646719A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 | Nec Corp | Robot hand position controller |
JP2698660B2 (en) * | 1989-06-12 | 1998-01-19 | 株式会社日立製作所 | Manipulator control method and control device, and manipulator device |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3128994A patent/JP2778285B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111216136A (en) * | 2020-03-11 | 2020-06-02 | 集美大学 | Multi-degree-of-freedom mechanical arm control system, method, storage medium and computer |
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JPH04353903A (en) | 1992-12-08 |
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