KR920008804B1

KR920008804B1 - 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법

Info

Publication number: KR920008804B1
Application number: KR1019890016994A
Authority: KR
Inventors: 히로시 키무라
Original assignee: 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤; 우에다 쇼오지
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1992-10-09
Also published as: GB2226425A; KR900009223A; JPH02161503A; MY106234A; US5003237A; GB8924168D0; GB2226425B

Abstract

내용 없음.

Description

로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 6축제어의 로보트에 궤적을 교시하기 위한 회로구성을 표시한 블록도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 6축제어의 로보트를 구동하기 위한 회로구성을 표시한 블록도.

제3도 및 제5도는 각각 종래의 기술에 의해서 기록된 로보트 아암선단의 공구(TOOL) 또는 겨냥점의 위치데이터 및 그 재생궤적을 표시한 설명도.

제4도 및 제6도는 각각 제3도 및 제5도에 표시한 위치 데이터를 본 실시예에 의해 기록하고, 그 데이터군에 대하여, 본 발명에 의한 데이터 수정을 행한 상황을 표시한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중앙처리장치 2 : 메모리

3 : 데이터버스 4 : 레지스터

5 : 카운터 6 : 위치검출기

7∼12 : 궤적교시회로 13 : I/O인터페이스

14 : 기록스위치 15 : 패턴설정스위치

16 : 공구 17 : 속도지령기

18 : 서어보회로부 19 : 모우터

20 : 속도위치검출기 21∼26 : 제어부

본 발명은 티이칭플레이백(Teaching play back)방식의 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정ㆍ재생 방법에 관한 것이다.

종래의 티이칭플레이백상식의 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 기록방식에는, 로보트의 동작궤적상의 주요한 수개점의 위치만을 교시데이터로서 부여하는 PTP(Piont to Point)방식과, 로보트의 아암을 비롯한 기체를 직접 작업자가 움직여서 동작궤적을 연속적으로 기록하는 CP(Continuous Path)방식이 있다. 이 가운데, 후자의 CP방식에 있어서는 동작궤적을 재생할 때, 티이칭시에 기록된 위치데이터를 그대로 재생하고, 티이칭시에 작업자가 교시한 대로의 움직임을 재현하는 것을 특징으로 하며, 미세한 움직임이나 미묘한 속도변화가 있는 움직임을 로보트에 행하게 하는데에 적합하다. 한편 PTP방식에 있어서는 티이칭시에 기록된 위치데이터의 사이를 보간해서, 직선, 원호등의 정해진 패턴형상으로 재생운전을 행하므로 정확한 궤적을 필요로하는 작업에 적합하다.

CP방식의 프로그램재생은, 작업자가 티이칭시에 교시한대로의 움직임을 재현하므로, 미세한 움직임이나 미묘한 속도변화가 있는 움직임을 행하게 하는데 적합하다. 그러나, 직선상, 원호상등의 정해진 패턴의 움직임을 교시하기위해서는, 작업자는, 로보트의 선단에 장착하는 공구를 그 패턴을 따라서 정확하게 이동시키고, 또 그 자세도 정확하게 유지할 필요가 있다. 특히 도장ㆍ시이링등과 같인 스프레이건의 앞쪽에 겨냥점이 있는 경우는, 스프레이건의 자세를 정확하게 유지하지 않으면, 겨냥점의 궤적은 목표로 하는 패턴을 크게 벗어나게 된다.

CP방식으로 티이칭을 행하는 로보트는, 작업자가 직접 그 기체를 움직이는 것을 고려해서 각축의 조작력이 가벼워지도록 여러 가지의 고안이 이루어지고 있으나, 전도부의 마찰력이나 아암의 자중ㆍ관성등 때문에, 조작력경감에는 한계가 있으며, 또 각축에 따라 그 값은 흐트러진다.

또 공구를 직선상이나 원호상으로 움직이게하면 항상 복수의 축을 동시에 움직이게 하는 것으로 되어, 상기 조작력의 불균형 때문에 공구의 정확한 이동, 자세의 유지는 곤란하게 된다. 따라서 종래의 CP방식의 로보트에 있어서는 일단 CP방식에 의한 티이칭을 행한후, 1점씩 수정작업을 행하고 있으며 본해 간편한 CP방식의 티이칭작업에 시간을 필요로하는 큰 원인으로 되어 있다.

이에 대하여 PTP방식에서는, 직선, 원호등의 패턴을 따른 움직임을 재생하는 일은 용이하나, 교시작업자의 미묘한 속도감각을 교시하는 일은 할 수 없기 때문에, 이동속도등의 데이터는 별도로 교시할 필요가 있으며, 교시조작이 복잡하게되는 결점이 있다.

또 재생운전중에 상기 패턴위의 보간점을 계산하여 재현하기 위하여 고속의 연산처리를 필요로 한다.

본 발명의 과제는, 상기 문제점을 해소하고, CP방식에 있어서의 1점씩 수정교시할것없이, 정해진 패턴위에 정확하게 재생할 수 있는 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정ㆍ재생방법을 제공하는 일이다.

본 발명에 의한 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정ㆍ재생방법은 이하와 같다.

① 로보트의 기체를 구성하는 아암이나 손목축등을 움직여서 그 궤적을 미리 정해진 시간 또는 이동거리등의 주기마다 기록해서 티이칭을 행하는 로보트에 있어서, 티이칭종료후 기록된 위치데이터를 직선 혹은 원호등의 정해진 패턴위에 수정해서 재생하는 것을 특징으로 한다.

② 상기 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정ㆍ재생방법에 있어서, 재생개시전에 미리 위치체이터를 정해진 패턴위에 수정해서 수정기록하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 로보트의 아암이나 축으로 이루어진 기체를 움직여서 그 궤적을 미리 정해진 시간 또는 거리마다 샘플링해서 티이칭을 행하는 로보트에 있어서, 정해진 패턴형상의 움직임을 교시할 때에는 샘플링과 동시에 그 패턴을 정의하는 포인트인 것을 나타내는 데이터를 교시하고, 상기 포인트에 의해서 정의된 패턴위에 다른 포인트를 ① 재생운전중에 수정하여, 그 결과를 재생하거나, 또는 ② 재생운전전에 수정하여, 그 위치데이터를 교시데이터로서 수정기억한다.

이러므로서 티이칭시에 정해진 패턴주변에 흐트러져서 기억된 교시데이터가 정해진 패턴위에 수정되어서 재생된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거해서 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도는 6축제어의 로보트에 궤적을 교시하여 동작제어하기 위한 회로구성을 표시한다. 제1도에 있어서, 작업자는 로보트의 아암이나 기체의 일부(도시생략)를 움직여서 궤적을 교시하나, 그때 로보트의 각축에 장착된 위치 검출기(6)으로부터의 위치펄스가 출력된다. 이 펄스는 카운터(5)에 의해서 카운트되고, 교시데이터기록주기 t마다 레지스터(4)에 펄스데이터를 래치한다. 이와같은 기능을 가진 궤적교시회로(7)은 다른 5축에도 존재해서 궤적교시회로(8)∼(12)를 가진다.

레지스터(4)내에 래치된 펄스데이터는 기록을 유효하게 하는 기록스위치(14)가 온일 때, 로보트의 제어를 행하는 중앙처리장치(CPU)에 의해서 메모리(2)에 격납된다. 기록스위치(14)는 티이칭시는 상시온이다. 패턴설정스위치(15)는 직선이나 원호등의 목표패턴의 종류를 결정하는 스위치이다. 레지스터(4)내에 래치된 펄스데이터가 포인트의 위치데이터로서 기록될 때, 동시에, 패턴설정스위치(15)의 상태가 해당포인트의 부가 데이터로서 기록된다. 패턴을 정의하는 포인트의 교시방법은 교시중에, 패턴설정스위치(15)가 온상태에서 일단로보트를 정지시키고, 그 정지한 포인트의 교시데이터에 패턴정의포인트로서 식별데이터를 부가한다. 구체적으로 레지스터(4)의 데이터가 전회의 메모리에의 격남데이터로부터 어느축도 미리 정해진 축의 이동/정지의 판정치 △L을 초과해서 변화해있지 않은 때 로보트를 일시정지한 것으로 간주하고, 그 포인트에 식별데이터를 부가한다. 구체적으로는 제4도 및 제6도에서 ⊙표시로 표시한 패턴정의 포인트이다. 또한, 제1도에서 (3)은 데이터버스, (13)은 I/O인터페이스이다.

제2도는 로보트의 동작제어를 행하는 회로구성을 표시한다.

CPU(1)은 이미 메모리(2)에 격납되어 있는 위치데이터를 근거로 동작지령출력주기 T마다 각축의 속도지령기(17)에 속도지령을 인가하고, 서어보회로(18)에 의해 모우터(19)를 움직여서 로보트의 플레이백을 행하는 것이다. 또한, (20)은 속도위치검출이기이며, 전체로서 제어부(21)∼(26)은 각 축마다 존재한다. 또, 위치데이터와 동시에 기록된 기능데이터에 의거하여 공구(16)이 온, 오프제어된다.

본 실시예에 있어서, 목표패턴으로서 직선을 사용하는 경우에 대해서 설명한다.

제3도는 종래의 기술에 의해서 기록된, 로보트 아암선단의 공구(16), 또는, 그 겨냥점의 위치 데이터의 예이다. 제3도중 파선으로 표시된 직선이 티이칭의 목표패턴이며, ×표시가 실제로 기억된 위치데이터이다. 종래의 기술에서는 이들 위치데이터를 그대로 재생하므로 제3도중에 실선으로 표시한 궤적을 그리게 된다.

제4도는 제3도의 직선의 목표패턴에 대하여, 본 실시예에 의해서 티이칭 및 재생을 행하였을 경우를 표시한다. 제4도중 ×표시는 통상의 포인트, ○표시는 패턴설정스위치(15)가 온인 것에 의해서 패턴수정포인트라는 것이 기록된 포인트, ⊙표시는 상술한 방법에 의해 패턴 정의(定義)포인트로서 기록된 포인트를 표시한다. 목표로해야할 직선은 ⊙표시의 P₆, P₁₃, P₁₈, P₂₄로 정의된다. 이들 포인트 사이에 위치하게 되고, 또한 패턴설정스위치(15)에 의해 패턴수정포인트로서 기록된 포인트군, 즉, P₇∼P₁₂, P₁₄, P₁₉∼P₂₃은 그 포인트를 사이에 둔 패턴정의 포인트 ⊙표시로 정의되는 직선(P₈로 예를들면 P₆과 P₁₃으로 정의되는 직선)상에 도면중 △표시와 같이 수정하여 재생된다. 직선상으로 수정하고 싶지 않은 포인트는 P₁₅∼P₁₇(×표시)와 같이 패턴설정스위치(15)를 오프로해서 교시하므로서 식별한다. 이상의 결과 본 실시예에 의해서 재생되는 궤적을 실선으로 표시한다. 또한, 직선상으로서의 위치수정은, 패턴수정포인트(도면중·표시)로부터 직선상에 수직선을 내리고, 그 교점(도면중 △표시)를 구하므로서 얻게 된다.

다음에 목표패턴으로서 원호를 사용하는 경우에 대해서 설명한다.

제5도는 본 실시예에 의해서 기록된 로보트 아암선단의 공구(16) 또는 그 겨냥점의 위치데이터의 예로서 파선으로 표시한 원호를 목표로서 티이칭된 것이다. ×표시가 실제로 기억된 위치데이터로서 종래의 기술에서 재생하였을 경우의 궤적을 실선으로 표시하고 있다.

제6도는 제5도의 목표패턴에 대하여, 본 실시예에 의해서 티이칭 및 재생을 행하였을 경우를 표시한다. 제6도중 ×표시는 통상의 포인트, ○표시는 패턴설정스위치(15)가 온인것에 의해서 패턴수정 포인트라는 것이 기록된 포인트, ⊙표시는 상기한 방법에 의해 패턴정의 포인트로서 기록된 포인트를 표시한다. 목표로하게 되는 원호는 ⊙표시의 P_4,P₁₁, P₁₆으로 정의되고 P₄는 원호의 개시단, P₁₆은 종료단이 된다. P₄와 P₁₆사이에 위치하고, 또한 패턴설정스위치(15)에 의해 패턴수정포인트로서 기록된 포인트군, 즉 P₅∼P₁₀, P₁₂∼P₁₅는 상기 원호상에 도면중 △표시와 같이 수정해서 재생된다.

도면중 P₁₇은, ·표시패턴수정포인트로서 기억되어 있어도 원호의 개시점과 종료점사이에 끼워져 있지 않으므로, 수정의 대상으로는 되지 않는다. 이상의 결과 본 실시예에 의해서 재생되는 궤적은 실선으로 표시한 바와같이 목표원호상에 그려진다. 또한, 원호상으로의 위치 수정은 패턴수정포인트(도면중·표시)로부터 원호상에 수직선을 내리고, 그 교점(도시 △표시)을 구하므로서 얻게된다.

이상과 같은 위치데이터의 수정에 대해서는, ① 재생운전중에 리얼타임으로 계산하여 구하면서 재생하고 기억데이터 그 자체의 수정(개서)는 행하지 않는다. ② 티이칭종료후 데이터수정조작스위치(도시생략)에 의해 데이터 수정만을 행하여, 기억데이터를 개서하고, 재생운전시에는 개서하게된 데이터의 재생만을 행한다.

의 2방법이 있으며, 어느 것으로도 실시가능하다.

또, 상기 각 실시예에 있어서는, 티이칭중에 패턴정의 포인트(⊙표시)로서 식별데이터를 부가하는 수단으로서 패턴설정스위치(15)를 온에서 또한 일시정지의 조건으로 설명하였으나, 이에 대신하는 수단으로서 도시하지 않는 다른 전용스위치 조작에 의한 것이라도 된다.

본 발명에 의하면, 위치데이터의 수정을 행한 후 재생하였을 경우, CP방식의 간편한 교시방법과 재생시의 특징을 살리면서 직선등의 패턴에 충실한 궤적을 얻을 수 있다. 또, 특히 데이터 수정방법을 가진 제어장치에 있어서는 고속의 연산처리를 필요로하지 않기 때문에, 코스트상승이 되는 일 없이 양질의 작업가능한 로보트를 얻을 수 있다.

Claims

먼저 교시모우드에서 로보트의 기체를 구성하는 아암이나 손목축을 움직여서 그 궤적을 소정시간 또는 이동거리등의 주기마다 기록하고, 그후 기록된 궤적을 재생해서 로보트의 아암 또는 손목축의 이동을 제어하는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법에 있어서, (a) 선정된 목표패턴을 설정하는 스텝과; (b) 교시모우드에 발생된 위치신호가, 패턴설정스위치를 설정함으로써, 선정된 목표패턴에대한 패턴수정포인트용 데이터인지 아닌지를 판정하게 하는 신호를 발생하는 스텝과; (c) 교시모우드시, 로보트의 각 축에 장착된 위치검출기로부터의 위치신호를 기록하는 스텝-상기 목표패턴판정위치신호는 교시모우드시 발생된 위치신호의 총합계보다 적게 발생된다-과; (d) 스텝(c)에서 기록된 피수정위치신호데이터가 목표패턴상의 일점이 되도록, 스텝(b)에서 발생된 신호에 따라 데이터 수정수단에 의해 수정된 위치신호데이터를 준비하는 스텝과; 그리고 (e) 수정되지 않은 위치신호데이터와 데이터수정수단에 의해 수정된 위치신호데이터를 재생하여 로보트의 이동을 제어하는 스텝으로 이루어진, 로보트에 있어서의 교시위치 데이터의 수정·재생방법.
제1항에 있어서, 선정된 목표패턴은 원호 또는 직선으로 이루어지는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법.
제2항에 있어서, 스텝(d)는, 선정된 목표패턴에 수선을 내려서 스텝(c)에서 기록된 위치값을 조정함으로써 실행되는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법.
교시모우드에서 로보트의 기체를 구성하는 아암이나 손목축을 개시점에서 종료점까지의 경로를 따라 움직여서 그 궤적을 소정시간 또는 이동거리등의 주기마다 기록하고, 그후 기록된 궤적을 재생해서 로보트의 아암 또는 손목축의 이동을 제어하는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법에 있어서, (a) 원호 또는 직선으로 이루어지는 선정된 목표패턴을 설정하는 스텝과; (b) 교시모우드시에 발생된 위치신호가, 패턴설정스위치를 설정함으로써, 선정된 목표패턴에 대한 패턴수정포인트용 데이터인지 아닌지를 판정하게 하는 신호를 발생하는 스텝과; (c) 교시모우드시 로보트의 각 축에 장착된 위치검출기로부터의 위치신호를 기록하는 스텝-상기 목표패턴판정위치신호는 교시모우드시 발생된 위치신호의 총합계보다 적게 발생된다-과; (d) 스텝(c)에서 기록된 피수정위치신호데이터가 목표패턴상의 일점이 되도록, 스텝(b)에서 발생된 신호에 따라 데이터수정수단에 의해 수정된 위치신호데이터를 준비하는 스텝과; 그리고 (e) 수정되지 않은 위치신호데이터와 데이터수정수단에 의해 수정된 위치신호데이터를 기록하고 재생하여 로보트의 이동을 제어하는 스텝으로 이루어진, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법.
제4항에 있어서, 선정된 목표패턴은 개시점에서 종료점까지의 로보트경로의 일부에만 뻗는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법.
제5항에 있어서, 스텝(d)는, 선정된 목표패턴에 수선을 내려서 스텝(c)에서 기록된 위치값을 조정함으로써 실행되는, 로보트에 있어서의 교시위치데이터의 수정·재생방법.