JPS58121407A - 工業用ロボツトの位置決め制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は工業用ロボットの位置決め制御方法に係り、
特に、ティーチング／プレイバック方式のロボットにお
いてティーチングデータをプレイバック時の偏差で補正
して更新し、位置決め制御精度を向上させる方法に関す
る。

ティーチング／プレイバック方式の工業用ロボットにお
いて、ＣＰ方式又はＦＴＰ方式を採るにしろ、ティーチ
ング経路を誤差なく再生することは一般に困難である。

制御の目標値に対し、途中種々の電気的１機械的な誤差
が介在するからである。従来では、このティーチング経
路を精度よく再生させるため、ロボットシステム内の電
気的。

機械的構成要素の精度もしくは性能を高めることにより
、所定の誤差範囲内に押し込める方法を採る場合が多い
。しかし、この方法では、必然的にコスト上昇を招いて
しまい、問題であった。

そこで、この発明は、従来のロボットシステムをそのま
ま用いるとともに、制御誤差の存在を前提にして積極的
に誤差を活用し、従来よりは一段と制御精度の向上する
、工業用ロボットの位置決め制御方法を提供することを
目的としている。

この発明を要約すれば、記憶手段に記憶されたティーチ
ング時の位置データＰｔに基づいて１度だけプレイバッ
クさせるが、そのとき、実際にプレイバックされた位置
Ｐｐと前記ティーチング時の位置データＰ【との制御誤
差εを求め、前記記憶手段中の位置データＰｃを、制御
誤差ｅと位置データＰｔとの和に更新し、以降はこの更
新された位置データＰｇに基づいてプレイバックする方
法である。

以下、この発明を実施例により説明する。

一実施例は、ＸＹＺ直交座標系を採用したｎ自由度多関
節形の溶接用ロボットについてである。

動作方式はティーチング／プレイバック方式をとり、人
力操作でＣＰティーチングを行うタイプのもので、いわ
ゆるティーチングローラ（特公昭’　　　　　　　　５
５−３７７６８号公報で公知〕を用し１てデータを定距
離サンプリング又は定時間サンプリングするタイプのロ
ボットである。このロボットを制御する制御盤には、演
算・制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、　
　［ｃＰＵＪというつと、主記憶手段としての例えばフ
ロッピーディスク装置と、入出力のためのインターフェ
ース回路手段などが内蔵されている。ロボットの各軸は
ＤＣサーボモータで駆動し、各モータには光学式ロータ
リエンコーダが取り付けてあり、これによって位置検出
を行う。前記制御盤は各駆動部のモータに送る指令値を
作り出す制御装置で、ロボットは位置の偏差に基づいて
サーボ制御される。具体的な制御の方法、たとえば位置
決め制御方法や運動制御方法は公知であるので省略する
。

この発明の要部をなす位置決め制御方法を述べる。なお
、以下では蘭学のためデータはＸ軸に係るものだけを示
すが、Ｙ軸、Ｚ軸に係るものでも同様であることを予め
指摘しておく。

主記憶手段に記憶されている位置データをｘ丁＋ロボッ
トをプレイバックしたとき実際に再現され　　　　　　
□た位置のデータをＸｐとする。このプレイバック時の
軌跡中のある点における制御誤差を（代表させて〕ξで
あられせば、 ｇ　＝　ｘ７−　ｘ、　　　　−・・・ｌｉｔである。

このεはロボットの移動速度、移動方向。

位置によって変わる。しかしながら、ロボットが一定の
方向へ移動し、移動速度も予め決まっているような場合
は、ロボットの制御習性ともいうべきものが現れる。す
なわち、空間の一点を中心としてあらゆる方向に誤差の
出現が可能であるのではなく、誤差の出現の仕方に一定
の規則性をもっということである。この誤差は容易に検
出できるから、演算手段により演算した後、現在再生し
ているデータに加算する。すなわち、次式でｘＴＰを”
ＴＰ　”　”Ｔ十ξ　　・・・・・・・・・（２）演算
し、演算結果のデータＸＴＰ　を主記憶手段中のティー
チングデータ”Ｔと書き替える〔データｘＴのあった記
憶領域へ新たなデータ”ＴＰ　を格納する〕。なお、デ
ータの書き替えは第１回目のプレイバックのときのみで
ある。

次に、再度、プレイバックを行うが、今度はすべて書き
替えたデータ”ＴＰ　　に基づいて再生する。

このとき、ロボットが実際に再現する位置のデータをｘ
　、Ｉとし、制御上の誤差をε′とすれば、前述と同様
に次式がなりたつ。

”　＝ｘＴＰ　−ｘｐ’　　・−−−−−・−（３１し
かしながら、前述したロボットの制御習性により、 ε＝ｇ／　　　　　　　　・・・・・・・・・（４）。

と考えられるので、（２１、（３１式よりｘＴＰ　　を
消去し、（４）式を適用すると、 ｘｐ’　　””　”Ｔ　　　　　・・・・・・・・・（
５）となる。つまり、ティーチングした位置データｘ丁
が第２回目以降のプレイバック動作において、何の制御
誤差もなく再現することができる。

手順等を添付図面にしたがってより具体的に示す。ティ
ーチング操作を従来どおりに行なう。次に、プレイバッ
ク運転でシングルモードを実行する。このシングルモー
ドは、指定されたプログラム番号の動作すなわち所定の
ティーチング工程を１回だけプレイバックするモードで
ある。このためにモード選択スイッチを操作する（他の
モードにはリピート運転やオート運転などがある〕。こ
の操作のためのスイッチは、制御盤とは別設されている
操作パネル部に設けられている。これは一般のロボット
システムにおけるのと同様である。

モード選択スイッチに関連して、操作パネル部に新たに
位置補正スイッチを設けている。この位置補正スイッチ
は、シングルプレイバック時に位置補正の有無を指定す
るためのものである。モード選択スイッチと位置補正ス
イッチとがともにオンであるとき、この条件でモニタす
る所定のプログラムの制御のもとに、制御・演算手段と
してのＣＰＵは前述の第（１）式および第（２）式の演
算を行い、演算結果としての補正ティーチングデータ（
Ｘｒｐ。

ＹＴＰ　、”ＴＰ　）を先にティーチングしたデータ（
ｘＴｊＹＴ、ＺＴ）と書き替える。

以降は、この補正ティーチングデータ（”７ｐ　ｅＹＴ
Ｐ　＊　”ＴＰ　）を目標値としてサーボ制御し、プレ
・ヅ　　　　　イバツク動作を行なわせるものである。

なお、上記実施例では溶接用ロボットとしたが、塗装用
でも組立用でもよく、コンピュータ制御によるティーチ
ング／プレイバックロボットなら、いかなル種類のロボ
ットでも可能である。

ずた、上記した制御誤差Ｃには、正負の符号を内在して
おり、ティーチングデータに誤差を加えるとは減算する
場合も含むことに留意すべきである。

以上のように、この発明によれば、ティーチングによる
位置データに実際のロボットの動きとの差を加え、新た
な位置補正データに基づいてプレイバックするようにし
たので、従来のロボットシステムを基本的には何ら改変
することなくそのまま用いて、制御誤差を著しく小さく
できる効果がある。また、プレイバック時のロボットの
状態、主として移動速度が変わらないとすれば、理論的
には誤差をゼロにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）実作業をさせるべき軌跡中の位置のデータをティ
   ーチング操作により記憶手段に格納し、このティーチン
   グ位置データに基づいてプレイバック動作を行なうよう
   にした工業用ロボットの位置決め制御方法において、 前記ティーチング位置データに基づいて所定のプレイバ
   ック動作をさせ、このとき、実際にロボットが位置決め
   した位置に応じたデータと前記ティーチング位置データ
   との差を求め、この差を前記ティーチング位置データに
   加えるとともに、加えた結果の修正位置データを前記記
   憶手段中の前記ティーチングデータと書き替え、以降の
   プレイバック動作をこの書き替えた修正位置データに基
   づいて行なうようにしたことを特徴とする工業用ロボッ
   トの位置決め制御方法。