JPH0732281A - Robot control device - Google Patents
Robot control deviceInfo
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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
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot controller for fixing a tool to a tool base, holding a workpiece by a robot, and controlling the position and posture of the robot to machine the workpiece. The present invention relates to an improved device for accurately positioning on a predetermined processing path.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-82302, a tool is fixed, the workpiece is grasped by a robot hand, and the workpiece is moved relative to the tool, thereby Robots for welding and cutting are known.
With this robot, the welding speed and the cutting speed can be kept constant.
【0003】[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。In the case of such processing, the control of the position and orientation of the robot is performed according to the teaching data that is taught and input in advance. For this reason,
It is difficult to accurately position the machining point on the machining path when the teaching is not accurate, the temperature changes, the weight change of the workpiece, or the like. The present invention is made to solve the above problems, and an object thereof is to position a machining point on a machining path in a robot that fixes a tool and grips a workpiece with a hand. By making it accurate, the processing accuracy is improved.
【0004】[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。The structure of the invention for solving the above-mentioned problems is to fix a tool on a tool base, to make a robot hold a work, and to control the position and posture of the robot according to teaching data to make a work. In a robot control device for machining an object, the tool is fixed at a position advanced from the machining point of the tool in the machining path on the workpiece and is arranged at a certain relative position with respect to the tool. A sensor that detects the coordinates of a detection point existing above, and a control unit that corrects the position and orientation based on the teaching data according to the coordinates detected by the sensor and controls so that the processing point exists on the processing path. That is to say.
【0005】[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。Function The detection point exists at a position advanced from the processing point. That is, the detection point is set in the area through which the processing point will pass. The machining path is detectably formed on the workpiece. For example, when two planar objects are overlapped and welded, the ridge line of the step formed by overlapping the two planar objects is the machining path. This ridge line can be detected as a portion in which the laser output from the sensor swings in a direction perpendicular to the ridge line and the output thereof changes stepwise. With this sensor, the coordinates of the detection point existing on the machining path in the coordinate system fixed to the sensor are calculated. Then, when the machining point is positioned on the predetermined machining path according to the teaching data, this coordinate is considered in consideration of the delay of the machining point with respect to the detection point, and fine adjustment of the positioning of the machining point on the machining path is performed. Done. As a result, the processing point can be accurately positioned on the predetermined processing path, and the processing accuracy can be improved.
【0006】[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。According to the present invention, the machining path is controlled by controlling the position and orientation of the robot according to the teaching data, and when actually machining, the position of the machining path is detected by the sensor and the position of the machining path is detected. The position and orientation of the robot are controlled by the deviation from the ideal position. Further, since the sensor and the tool are fixed, it is not necessary to attach many wires on the robot side, and a simple and safe system can be configured.
【0007】[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。EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples. FIG. 1 is a mechanism diagram showing the mechanism of a 6-axis articulated robot. 10 is the robot body, and the body 1 is on the floor
A base 12 for fixing 0 is disposed, and a column 13 is fixedly mounted on the base 12, and the column 13 includes a body 14
Is rotatably arranged. The body 14 rotatably supports the upper arm 15, and the upper arm 15 rotatably supports the forearm 16. Body 1
4, the upper arm 15 and the forearm 16 are rotationally driven about axes a, b, and c by servomotors M1, M2, and M3 (see FIG. 3), respectively. This rotation angle is detected by the encoders E1, E2, E3. A wrist 17 is rotatably supported on the tip of the forearm 16 about the d axis, and a hand 18 is rotatably supported on the wrist 17 about the e axis.
【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。Further, the hand 18 is rotatably supported around the f axis. Then, the workpiece W is held by the hand 18. The workpiece W is a combination of two U-shaped objects in cross section, and the ridge line of the stepped portion of the joint portion serves as a machining path, and the machining path is a portion to be welded.
The d-axis, e-axis, and f-axis are servomotors M4, M5, and M6.
Driven by.
【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。A tool stand 19 is erected on the floor,
A holder 30 is fixedly mounted on the tool base 19. The welding torch T and the displacement sensor S are fixed to the holder 30. The welding torch T and the displacement sensor S have a positional relationship as shown in FIG. The displacement sensor S is offset by a predetermined distance delta X in the direction of the processing path A with respect to the welding torch T.
【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。FIG. 3 is a block diagram showing the electrical construction of the robot attitude control device. Reference numeral 20 is a central processing unit including a microcomputer and the like. The central processing unit 20 includes a memory 25, servo CPUs 22a to 22f for driving servo motors, an operation panel 26 for instructing jog operation, instruction of teaching points, an arc welding machine 23 for welding, An input / output interface 24 for inputting a detection signal from the displacement sensor S is connected. A welding torch T is connected to the arc welding machine 23, and a displacement sensor S is connected to the input / output interface 24. The servo motors M1 to M6 for driving the axes a to f attached to the robot are respectively servo CPs.
It is driven by U22a to 22f.
【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。Each of the servo CPUs 22a to 22f outputs output angle data θ 1 to θ 6 output from the central processing unit 20 and outputs α 1 to α 6 of encoders E1 to E6 connected to the servo motors M1 to M6. The deviation between the servo motors M1 to M6 is operated at a speed according to the magnitude of the calculated deviation.
【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。The memory 25 stores a program P for operating the robot according to the teaching point data.
An A area and a PDA area for storing teaching point data representing the position and orientation of the robot are provided, and position data and orientation data at a plurality of teaching points are stored in the teaching mode.
【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。Next, the operation will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure regarding teaching of the CPU 20 used in the apparatus of the embodiment. First, in step 100, a teaching attachment (not shown) is attached to the position and orientation of the tip of the welding torch fixed to the tool base at the center of the robot hand flange, and the operation panel 2
The manual operation in 6 teaches the position matrix T obtained by converting the rotation angle diagram (13) of each drive shaft of the robot as described above.
【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。Next, in step 102, the position and orientation of the flange center of the robot hand at each teaching point on the machining path of the workpiece are determined by the rotation angle diagram of each drive shaft of the robot described above (13). Is taught as the converted position matrix F, and this program ends.
【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。Further, the program shown in FIG. 5 is executed. That is, in step 300, as shown in FIG. 6, a point C (C X, C X, whose coordinates are known in the robot coordinate system O-XYZ is shown.
The position of C Y, C Z ) is read by the displacement sensor S, and the coordinates (C x, C y, C Z ) of the displacement sensor S in the coordinate system O-xyz are calculated. Then, in the next step 302, the coordinate system O-xyz of the displacement sensor S is calculated from these two coordinate values.
A transformation matrix K for transforming the robot coordinate system into the robot coordinate system O-XYZ is calculated. The transformation matrix K is a matrix of 4 × 4 rows that performs posture transformation and translation of position. The conversion matrix K is calculated from the relationship between the unit vector of the robot coordinate system and the unit vector of the displacement sensor coordinate system and the detection result of the point C described above.
【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。Next, the positioning control in the machining operation by this apparatus will be described. First, referring to FIG.
The coordinate system and coordinate conversion of the robot will be described. O-
The XYZ coordinate system is an orthogonal coordinate system (robot coordinate system) fixed in space. Point P represents the tip of the tool fixed to the tool base, and point Q is the center of the flange of the robot hand that holds the workpiece (hereinafter also simply referred to as the "flange center").
Represents At the tip P of the tool, unit vectors e1, e2, and e3 are fixed to the tool to represent the tool posture of the tip of the tool, as shown in the figure. Also, the flange center Q
Unit vectors a1, a2, and a3 fixed to the center of the flange are taken as shown to represent the posture at. The components of these unit vectors are shown in FIG.
It is defined by equation (6).
【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。Further, the position vectors (the components mean Cartesian coordinates) of the points P and Q are defined by the equations (7) and (8) in FIG. Therefore, the position matrix T at the tip of the tool and the position matrix F at the center of the flange are defined by equations (9) and (10) in FIG. Here, the matrix of 3 rows and 3 columns at the upper left is called an attitude matrix. Further, the transformation matrix M is defined by the equation (11) in FIG. This conversion matrix M associates the position matrix F of the flange center Q with the position matrix T of the tip P of the tool. It can be said that the position and orientation of the tip of the tool are represented by a coordinate system Q-a1a2a3 fixed at the center of the flange.
That is, the direction cosine of the e1 vector with respect to the a1, a2, and a3 vectors is (M 11 , M 12 , M 13 ), those of the e2 vector are (M 21 , M 22 , M 23 ), and the e3 vector has They are (M 31 , M 32 , M 33 ). Also, Q
The coordinate component of the P vector in the coordinate system Q-a1a2a3 is
(R X, R Y, R Z ). Therefore, the relationships of the matrices T, F, and M are given by the equation (12) in FIG.
【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。If the rotation angle of each drive shaft of the robot (in the case of 6 axes) is expressed by the equation (13) in FIG. 14, the robot is placed between the rotation angle (13) and the position matrix F of the flange center. There is a certain fixed relationship that can be converted to each other. Further, since the position matrix T at the tip of the tool and the position matrix F at the center of the flange have the relationship of equation (12) in FIG. 14, after all, the rotation angle (13) of the drive shaft and M and F are They are related to each other and can be converted to each other.
【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。Next, interpolation calculation of the position and orientation of the robot and positioning control will be described. In order to interpolate between the teaching points at the designated interpolation cycle, the CPU 20 executes the flowchart showing the processing procedure regarding interpolation in FIG.
In step 200, the position matrix F of the adjacent teaching points taught in step 102 of FIG. 4 is read. Next, in step 202, from the position matrix T of the tip of the tool taught in step 100 of FIG. 4 and the position matrix F at the teaching point read in step 200, from the above equation (12), The conversion matrix M at the teaching point is calculated.
【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。Now, for example, let two adjacent teaching points be A,
As B, the teaching point A will be described with reference to FIG. 10 and the teaching point B with reference to FIG. 11. The position matrix T of the tip of the tool is expressed by equation (9) in FIG. 13, and the position matrix F A of the flange center at the teaching point A is (1) in FIG.
From expression (0), it is expressed by expression (14) in FIG.
【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。The transformation matrix M A at the teaching point A is given by (15) from the equation (11) in FIG. Here, from Expression (12), Expression (16) in FIG. 15 is obtained. Therefore, the conversion matrix M A at the teaching point A is calculated in (17) of FIG. Similarly, the transformation matrix M B at the teaching point B is (18) in FIG.
Calculated at, and M at two adjacent teaching points A and B
A and M B are obtained.
【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。Between the transformation matrices M A and M B , the azimuth and position of the rotation main axis and the rotation angle g are determined by the above-described rotation main axis method.
And the posture conversion matrix S g between them is calculated as shown in FIG.
It can be obtained as equation (19). Therefore, the distance D AB between two adjacent teaching points A and B is D AB 2 = | (D X 2 + D Y 2 +
D Z 2 ) |
【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。Next, in step 204, the workpiece W is
Assuming that the designated machining speed of is v, the required time t for machining the distance D AB is t = D AB / v. And
Interpolation is performed between the adjacent teaching points A and B at the designated interpolation cycle. If the interpolation cycle specified here is Δt, then t /
Δt = n, and the rotation angle h for each interpolation point is h = g / n. Therefore, the posture conversion matrix S h1 at the interpolation point C 1 is
From equation (19), it is given by equation (20) in FIG.
【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。Therefore, the transformation matrix M C1 of 4 rows and 4 columns at the interpolation point C 1 is calculated as M C1 = S h1 · M A. Next, the routine proceeds to step 206, where F C1 is calculated from the above equation (12).
= T · M C1 −1 is derived and 4 lines 4 at the interpolation point C 1
A position matrix F C1 of the flange center of the column is calculated.
【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。Therefore, the position and orientation of the flange center of the designated interpolation cycle are converted from the position matrix F C1 as the rotation angle of each drive axis of the robot as shown in the rotation angle (13), and the position is converted. The position and orientation of the flange center of the robot hand is calculated as the rotation angle of each drive axis converted from the matrix F C1 .
【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。Next, in step 208 of FIG. 8, the output of the displacement sensor S is input, and the coordinates (N x, N y, N) of the point (detection point) on the machining path A in the displacement sensor coordinate system are input . N z )
Is calculated. Then, in step 210, step 20
Using the coordinates (N x, N y, N z ) calculated in 8 and the transformation matrix K, the coordinates (N X, N
Y, N Z ) is calculated (FIG. 9). Next, in step 212, the coordinates (L X, L Y, L) of the previous detection point after the position deviation correction (hereinafter referred to as “pre-correction detection point”).
Z ) and the coordinates (N X, N Y, N Z ) of the detected point this time, the unit direction vector r 0 of the machining path A is calculated by the equation (23) in FIG.
Is calculated.
【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。Next, in step 214, the coordinates (H X, H Y ) of the point (target machining point) on the machining path A at the existing position of the welding torch T (position on the same coordinate as the X coordinate of the welding torch T). , H Z ) using the unit direction vector r 0 and the displacement Δ X between the welding torch T and the displacement sensor S.
It is calculated by the equation (24).
【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。The target machining point H is a point on the machining path having the same coordinates as the X coordinate of the welding torch T. If there is no machining error, the target machining point H is the coordinates of the tip of the welding torch T. It should match (P X, P Y, P Z ). Therefore, the deviation becomes a positioning deviation. Therefore, the step
At 216, the positioning error E is calculated by the equation (25) in FIG.
【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。Next, in step 218, the position matrix of the flange center calculated in step 206 is translationally corrected by the positioning error E. Next, in step 220, the angle of each axis is calculated from the position matrix F of the flange center corrected in step 218. Next, in step 222, each servo motor is driven based on the angle to control the angle of each axis.
【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。Next, in step 224, the current detection point coordinates (N X, N Y, N Z ) are corrected by the positioning error E and the previous correction detection point coordinates (L X, L Y, L Z ) are corrected. Is stored as Next, in step 226, it is judged whether or not all the interpolation calculation between the two teaching points is completed, and if not completed, the process returns to step 204 and the calculation of the position matrix of the flange center at the next interpolation point and The position deviation is corrected and the positioning control is performed based on the value. If the calculation of all the interpolation points is completed, the process proceeds to step 228, it is determined whether the reading and positioning control of all the teaching points are completed, and if the positioning control is not completed,
In step 200, the interpolation calculation and the positioning control for the next teaching point are executed as described above. or,
In step 228, when the processing for all the taught points is completed, it means that the positioning control for machining is completed, and this program ends.
【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。As described above, according to the present invention, the route during teaching is accurately corrected during machining.
The processing accuracy is improved.
【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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a robot driven by an apparatus of an embodiment and a positional relationship with a tool.
【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。FIG. 2 is an explanatory view showing a positional relationship between a welding torch and a displacement sensor.
【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。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus of the embodiment.
【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。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a CPU used in the apparatus of the embodiment when teaching a machining path.
【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。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a CPU for obtaining a conversion matrix between the Sansa coordinate system and the robot coordinate system.
【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。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method of obtaining a conversion matrix between a Sansa coordinate system and a robot coordinate system.
【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。FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a CPU during positioning control.
【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。FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU at the time of positioning control continued from FIG.
【図9】加工経路の偏差の演算の方法を説明した説明
図。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating a deviation of a machining path.
【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。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the tip of the tool at the teaching point A, the center of the flange of the robot hand, and the held workpiece.
【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。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the tip of the tool at the teaching point B, the center of the flange of the robot hand, and the held workpiece.
【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。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the tip of the tool and the center of the flange of the robot hand.
【図13】数式を示した説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing mathematical expressions.
【図14】数式を示した説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram showing mathematical expressions.
【図15】数式を示した説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram showing mathematical expressions.
【図16】数式を示した説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram showing mathematical expressions.
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 10 ... Robot main body 18 ... Hand 20 ... Central processing unit 25 ... Memory T ... Tool (welding torch) S ... Displacement sensor W ... Workpiece step 208-224 ... Control means
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Front page continuation (72) Inventor Ryuji Inada 1-1 Asahi-cho, Kariya city, Aichi Toyota Koki Co., Ltd.
Claims (1)
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。1. A robot controller for fixing a tool to a tool base, causing a robot to hold a workpiece, and controlling the position and orientation of the robot according to teaching data to machine the workpiece. While being fixed at a position advanced from the machining point by the tool in the machining path on the object,
A sensor arranged at a constant relative position with respect to the tool, for detecting the coordinates of a detection point existing on the machining path, and a position based on the teaching data according to the coordinates detected by the sensor and A robot control device comprising: a control unit that corrects a posture and controls so that the processing point exists on the processing path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20029593A JPH0732281A (en) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Robot control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20029593A JPH0732281A (en) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Robot control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0732281A true JPH0732281A (en) | 1995-02-03 |
Family
ID=16421945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20029593A Pending JPH0732281A (en) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Robot control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0732281A (en) |
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/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8937264B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-01-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
US8946592B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-02-03 | 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 |
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 |
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