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JPH06236206A - 回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法 - Google Patents

回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法

Info

Publication number
JPH06236206A
JPH06236206A JP4583093A JP4583093A JPH06236206A JP H06236206 A JPH06236206 A JP H06236206A JP 4583093 A JP4583093 A JP 4583093A JP 4583093 A JP4583093 A JP 4583093A JP H06236206 A JPH06236206 A JP H06236206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
point
procedure
coordinate system
rotary table
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4583093A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Nakatsuchi
宜明 中土
Nobutaka Shimomura
信恭 下村
Hiroaki Kitatsuji
博明 北辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP4583093A priority Critical patent/JPH06236206A/ja
Publication of JPH06236206A publication Critical patent/JPH06236206A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 回転テーブルを回転させながら、この回転テ
ーブルに搭載されている産業用ロボットに所定動作を行
わせる。 【構成】 ワーク上の始点Aと終点Bとを教示する手順
と、ロボット1の先端速度VRを指定する手順と、教示
された始点A,終点Bの各々の座標を絶対座標系で求め
る手順と、ロボットの先端が始点と終点の間を移動する
ための所要時間T0を算出する手順と、補間点Cの座標
を絶対座標系で求め、その間の距離Lを算出する手順
と、前記補間点Cに対応した回転テーブル上のロボット
の位置、即ちロボット座標系の原点ORを絶対座標系で
求める手順と、ロボットの先端の座標Rをロボット座標
系で求める手順と、ロボット座標系で求められたロボッ
トの先端座標より、ロボット1の各軸の操作量を求める
手順とを含んでいるアーク溶接ロボットなどの産業用ロ
ボット1の制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転テーブルに搭載され
た産業用ロボットの制御方法に関する。さらに詳しく
は、回転テーブルを回転させながらロボットに所望動作
をさせることができる回転テーブルに搭載された産業用
ロボットの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットの発達にともない、シー
ルド掘進機本体や、転炉などのような大口径を有するも
のの各種作業についても、産業用ロボットが用いられる
ようになってきている。
【0003】かかる大口径を有するものの各種作業を、
図7に示すように、直動外部軸aに搭載された産業用ロ
ボットbにより行うと、ロボットの据付け面積が大きく
なり、敷地の効率的な活用が妨げられることになる。こ
のため、回転テーブルに産業用ロボットを搭載する試み
がなされている。
【0004】しかしながら、現状においては、この回転
テーブルに搭載された産業用ロボットにおける作業は、
回転テーブルを回転させて搭載されている産業用ロボッ
トを所望位置まで移動させた後、回転テーブルの回転を
停止して産業用ロボットに所定作業を行わせる方法が採
られている。このため、ロボットアームの先端速度と軌
跡の制御が重要なアーク溶接は、従来の方法では回転テ
ーブルを回転させながら、産業用ロボットを動作させて
溶接を行うことができない。
【0005】従来の回転テーブルに搭載されている産業
用ロボットの制御方法は前述のような欠点を有している
ため、回転テーブルに搭載された産業用ロボットの効率
的活用を図る点から、回転テーブルを回転させながら搭
載されている産業用ロボットに所望の動作をさせること
ができる制御、いわゆる回転テーブルの制御と産業用ロ
ボットの制御との協調制御が切望されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、回転テーブル
を回転させながら、この回転テーブルに搭載されている
産業用ロボットに所定動作を行わせることができる産業
用ロボットの制御方法を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の回転テーブルに
搭載された産業用ロボットの制御方法は、ワーク上の始
点と終点とを教示する手順と、ロボットの先端速度を指
定する手順と、教示された前記始点および終点の各々の
座標を絶対座標系で求め、その間の距離を算出する手順
と、前記距離および前記ロボットの先端速度に基づい
て、ロボットの先端部が前記始点から前記終点までの移
動に要する時間を算出する手順と、補間点の座標を絶対
座標系で求める手順と、前記補間点に対応した、回転テ
ーブル上にあり該回転テーブルとともに回転しているロ
ボットのロボット座標系の原点を絶対座標系で求める手
順と、前記補間点および前記補間点に対応したロボット
座標系の原点により、ロボットの先端の座標をロボット
座標系で求める手順と、前記ロボット座標系で求められ
たロボットの先端座標より、ロボットの各軸の操作量を
求める手順とを含んでなることを特徴とする。
【0008】本発明の制御方法においては、前記産業用
ロボットがアーク溶接ロボットであるのが好ましい。
【0009】
【作用】本発明においては、回転テーブルに搭載された
産業用ロボットを前記のごとく制御しているので、回転
テーブルを回転させながら搭載されている産業用ロボッ
トに所定作業をさせることができる。したがって、必要
最小限の据付け面積にて、シールド掘進機本体や転炉な
どの大口径のものに対して、効率よく組付け作業などを
行うことができる。
【0010】また、回転テーブルを回転させながら、ロ
ボットアームの先端部の軌跡と速度の制御がなし得る。
したがって、回転テーブルを回転させながら、アーク溶
接をさせることができる。
【0011】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【0012】図1は本発明が適用される産業用ロボット
の一実施例の概略図、図2は本発明が適用される産業用
ロボットの他の実施例の概略図、図3〜4は本発明の制
御方法のフローチャート、図5は絶対座標系、ロボット
座標系およびワーク上の教示点との関係を示す説明図、
図6は本発明の制御方法により産業用ロボットにシール
ド掘進機本体のアーク溶接をさせている状態の説明図で
ある。図において、1は産業用ロボット、2は回転テー
ブル、3は上下軸、4は水平軸を示す。また、図中の矢
符は、回転テーブルの回転方向、上下軸および水平軸の
移動方向を示す。
【0013】なお、本発明が適用される産業用ロボット
1、そのロボットを搭載している回転テーブル2、上下
軸3および水平軸4の詳細な説明は省略するが、従来よ
りこの種のものに用いられているものと同様のものが用
いられる。
【0014】次に、図3〜4に示すフローチャートに基
づいて、本発明の制御方法について説明する。
【0015】ステップ1:ワーク上の始点と終点とを教
示する。
【0016】ステップ2:ロボットアームの先端速度を
指定する。
【0017】ステップ3:教示された始点と終点の各々
の座標を絶対座標系で求め、その間の距離を算出する。
ここで、産業用ロボットがアーク溶接ロボットである場
合、アームの先端速度を溶接速度と一致するようにする
のが好ましい。
【0018】ステップ4:ステップ3で求めた距離をス
テップ2で指定したロボットの先端速度で除算し、ロボ
ットの先端が始点と終点とを移動するに要する時間(所
要時間)を算出する。
【0019】ステップ5:補間点の座標を絶対座標系で
算出する。この補間点は、予め定められている時間間隔
を置いて算出される。この補間点は、例えば始点と終点
間を線形補間する場合は、この補間点の位置は、前記所
定時間にロボットアームの先端速度を掛けてえられた距
離を移動前の座標に加えることにより得られる。
【0020】ステップ6:前記補間点に対応した回転テ
ーブル上で回転テーブルとともに回転しているロボット
の位置、即ちロボット座標系の原点位置を絶対座標系で
算出する。また、各補間点におけるこの回転テーブル上
にあり回転テーブルとともに回転しているロボットの位
置を求める。これは、例えば、回転テーブルをステップ
4で算出された時間だけ、一定速度で回転テーブルを回
転させることにより求めることができる。
【0021】ステップ7:前記補間点の位置、すなわち
ロボットアームの先端位置をロボット座標系で算出す
る。これは、前記補間点の絶対座標系での座標位置およ
び回転テーブル上のロボットの位置、即ちロボット座標
系の座標原点の絶対座標系での座標位置に基づいて、通
常の演算により容易に算出される。
【0022】ステップ8:前記先端位置に対応するロボ
ットの各軸の操作量を算出する。これは、例えばステッ
プ7に関連して求められたロボットアームの先端の座標
位置に関する座標変換行列を逆変換することにより算出
することができる。
【0023】ステップ9:ロボットの各軸を前記各操作
量で操作し、アーム先端を前記補間点に移動させる。
【0024】このステップ5〜ステップ9は、アームの
先端が終点に到達するまで繰り返される。
【0025】次に、前記手順を図5を参照しながら、よ
り具体的に説明する。
【0026】図5において、Aはワーク上の始点、Bは
ワーク上の終点、Cは補間点、Oは絶対座標系の座標原
点、OR1は始点Aに対応するロボット座標系の座標原
点、OR2は終点Bに対応するロボット座標系の座標原
点、OR は補間点Cに対応するロボット座標系の座標原
点、P1 は点OR1に対する点Oからの座標変換行列、P
2は点OR2に対する点Oからの座標変換行列、Pは点O
R に対する点Oからの座標変換行列、R1 は点Aに対す
る点OR1からの座標変換行列、R2 は点Bに対する点O
R2からの座標変換行列、Rは点Cに対する点OR からの
座標変換行列、Q′は点OR に対する点OR1からの座標
変換行列、Qは点Cに対する点Aからの座標変換行列、
Lは点A、B間のワーク表面に沿った距離を示す。
【0027】なお、ここでは簡単のため、絶対座標系の
座標原点Oを回転テーブルの中心に設定してある。
【0028】ワーク上の始点Aおよび終点Bを教示す
る。
【0029】この教示により、座標変換行列P1 、P
2 、R1 およびR2 が定められる。
【0030】また、始点Aおよび終点Bの間の距離L
は、 L=|OB−OA| と表わされ、ロボットの先端速度をVRとすると、ロボ
ットの先端部が両点間を移動するのに要する時間(所要
時間)T0は、 T0=L/VR と表わされる。
【0031】座標変換行列P1 、P2 、R1 およびR
2 により、点Aに対する点Oからの座標変換行列OA及
び点Bに対する点Oからの座標変換行列OBが求められ
る。すなわち、 OA=P1 +R1 OB=P2 +R2
【0032】補間点Cを点A、Bの間に求める。補間
点Cの点Oからの座標変換行列OCは次のようにして求
められる。 OC=OA+Q=P1 +R1 +Q ここで、T秒後のQは Q=(T/T0)AB=(T/T0)(OB−OA) となる。ここで、ABは点Aから点Bへの座標変換行列
を示す。したがって、座標変換行列OCは、 OC=P1 +R1 +(T/T0)(OB−OA) (1) として算出される。
【0033】一方、座標変換行列OCは、座標変換行
列P、Rを用いて次のように表すこともできる。 OC=P+R=P1 +Q′+R ここで、回転テーブルはで求めた所要時間T0間を一
定速度で動作するので、 Q′は Q′=(T/T0)(P2−P1) となる。したがって、座標変換行列OCは、 OC=P1 +(T/T0)(P2−P1)+R (2)
【0034】式(1)、(2)により、Rは R=R1 +(T/T0)(OB−OA−P2+P1) として求められる。
【0035】このRを逆変換してロボットの各軸の値
を求める。
【0036】この各軸の値に基づいてロボットの各軸
を操作する。
【0037】この一連の手順を終点Bに到達するまで繰
り返す。
【0038】このように、本実施例においては、ロボッ
トの先端の移動速度を指定するだけで、回転テーブルを
回転させながらそれに搭載されている産業用ロボットの
制御がなし得る。
【0039】図6は本発明の制御方法により、シールド
掘進機本体のアーク溶接を行っている状態の説明図であ
る。図6より明らかなように、本発明の制御方法によれ
ば、産業用ロボットの据付け面積を小さくしても、シー
ルド掘進機本体のような大口径のものへの作業を効率よ
くなし得るのがわかる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば回
転テーブルに搭載されている産業用ロボットを回転テー
ブルを回転させながら所望の制御、いわゆる回転テーブ
ルと産業用ロボットとの協調制御がなし得るので、据付
け面積の効率化が図られるとともに、操作性が改善され
作業範囲の拡大や作業能率の向上を図ることができる。
【0041】また、本発明の制御方法によれば、アーム
先端の速度と軌跡を制御することができるので、アーク
溶接ロボットの利用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される産業用ロボットの一実施例
の概略図である。
【図2】本発明が適用される産業用ロボットの他の実施
例の概略図である。
【図3】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
【図4】本発明の制御方法のフローチャートの一部であ
る。
【図5】絶対座標系、ロボット座標系およびワーク上の
教示点との関係を示す説明図である。
【図6】回転テーブルに搭載されたアーク溶接ロボット
に本発明の制御方法を適用してシールド掘進機のアーク
溶接を行っている状態の説明図である。
【図7】従来の直動外部軸にアーク溶接ロボットを搭載
してシールド掘進機のアーク溶接を行っている状態の説
明図である。
【符号の説明】
1 産業用ロボット 2 回転テーブル 3 上下軸 4 水平軸

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワーク上の始点と終点とを教示する手順
    と、ロボットの先端速度を指定する手順と、教示された
    前記始点および終点の各々の座標を絶対座標系で求め、
    その間の距離を算出する手順と、前記距離および前記ロ
    ボットの先端速度に基づいて、ロボットの先端部が前記
    始点から前記終点までの移動に要する時間を算出する手
    順と、補間点の座標を絶対座標系で求める手順と、前記
    補間点に対応した、回転テーブル上にあり該回転テーブ
    ルとともに回転しているロボットのロボット座標系の原
    点を絶対座標系で求める手順と、前記補間点および前記
    補間点に対応したロボット座標系の原点により、ロボッ
    トの先端の座標をロボット座標系で求める手順と、前記
    ロボット座標系で求められたロボットの先端座標より、
    ロボットの各軸の操作量を求める手順とを含んでなるこ
    とを特徴とする回転テーブルに搭載された産業用ロボッ
    トの制御方法。
  2. 【請求項2】 前記産業用ロボットがアーク溶接ロボッ
    トであることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボッ
    トの制御方法。
JP4583093A 1993-02-09 1993-02-09 回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法 Pending JPH06236206A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4583093A JPH06236206A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法

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JP4583093A JPH06236206A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法

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JPH06236206A true JPH06236206A (ja) 1994-08-23

Family

ID=12730155

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JP4583093A Pending JPH06236206A (ja) 1993-02-09 1993-02-09 回転テーブルに搭載された産業用ロボットの制御方法

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JP (1) JPH06236206A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970603