JPH09292908A - Control method for robot - Google Patents
Control method for robotInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、力制御可能なロボ
ットにて、ワークを倣いながら動作軌道を獲得すること
ができるロボットのサンプリングデータを間引き、補正
可能とした制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method capable of thinning and correcting sampling data of a robot capable of acquiring a motion trajectory while following a work in a force controllable robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】力制御可能なロボットによりワークを倣
いつつ動作軌道を獲得する場合があり、かかる制御で
は、サンプリングした全てのデータを用いて再生運転を
しているのが現状である。2. Description of the Related Art In some cases, a robot capable of force control acquires a motion trajectory while following a workpiece, and in such control, the regenerative operation is performed by using all sampled data.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サンプ
リングデータの全てを用いるについては、サンプリング
データ数が多くなるのでプログラムサイズが大きくな
り、このサンプリングデータのロードやセーブに時間が
かかるという問題を有する。また、このサンプリングデ
ータの大きさに起因して、一つのプログラムサイズが大
きくなるためにロボットの制御装置内に記憶できるプロ
グラムの数が大幅に制限されるという問題も有する。However, when all of the sampling data are used, the number of sampling data is large, so that the program size is large and it takes time to load and save the sampling data. Further, there is also a problem that the number of programs that can be stored in the controller of the robot is significantly limited because one program size becomes large due to the size of the sampling data.
【0004】本発明は、上述の問題に鑑み、サンプリン
グの位置データ数を削減し、プログラムサイズを小さく
してプログラムのロードやセーブに要する時間を短時間
としまた制御装置内への格納プログラム数を多くするロ
ボットの制御方法の提供を目的とする。In view of the above problems, the present invention reduces the number of sampling position data, reduces the program size, shortens the time required to load and save programs, and reduces the number of programs stored in the control device. The purpose is to provide a robot control method for increasing the number of robots.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を特徴とする。 (1)制御可能なロボットでワークに倣いながら動作軌
道を獲得するロボットの制御方法において、速度を求め
るに当り設定変更可能なサンプリング周期を定め、この
速度と設定変更可能なバネ係数やダンパ係数に基づきモ
デルに従って現在サンプリング位置を補正し、この位置
にて方向余弦を求めた後倣いの直線性を設定変更可能な
パラメータによってプログラムに登録するか否か判断す
る、ことを特徴とする。The present invention which achieves the above-mentioned object is characterized by the following matters specifying the invention. (1) In a robot control method in which a controllable robot acquires a motion trajectory while following a work, a sampling cycle for setting the speed is determined, and the speed and the settable spring coefficient and damper coefficient are set. Based on the model, the current sampling position is corrected, and after determining the direction cosine at this position, it is judged whether or not the linearity of the copying is registered in the program by a parameter whose setting can be changed.
【0006】ロボットの位置決め精度に応じてサンプリ
ング周期を変え、また、直線性を有する部分については
サンプリングポイントとして記憶しないので、サンプリ
ングデータ数を削減することができる。Since the sampling cycle is changed according to the positioning accuracy of the robot and the portion having linearity is not stored as the sampling point, the number of sampling data can be reduced.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】ここで、発明の実施の形態の一例
について説明する。今、現在サンプリング位置を
P(n) 、前回サンプリング位置をP(n-1) 、前々回サン
プリング位置をP(n-2) とする。また、現在サンプリン
グ位置での目標力Fref 、検出力Fとした場合の力偏差
をΔF(n) とする。この後者の関係は次式(1)とな
る。 ΔF=Fref −F ……(1) 他方、ロボットの手先効果器とワークとの接触状態を次
式(2)の如くモデル化する。すなわち、fを力、kを
手先効果器とワークとを含めたバネ係数、xは変位、v
=dx/dtは速度、dはダンパ係数とした場合、接触状態
を力fにて表わすと次式(2)となる。 f=k・x+d・v ……(2) この力fの式(2)は、目標力Fref に対して検出力F
とした前掲(1)式のΔFである偏差すなわち現在位置
での接触状態に外ならない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Here, an example of an embodiment of the present invention will be described. It is now assumed that the current sampling position is P (n) , the previous sampling position is P (n-1) , and the last-previous sampling position is P (n-2) . Further, the force deviation when the target force F ref at the current sampling position and the detection force F are ΔF (n) . This latter relationship is given by the following expression (1). ΔF = F ref −F (1) On the other hand, the contact state between the hand effector of the robot and the workpiece is modeled as in the following equation (2). That is, f is a force, k is a spring coefficient including the hand effector and the work, x is a displacement, v
= Dx / dt is the speed, and d is the damper coefficient, the contact state is represented by the force f as shown in the following equation (2). f = k · x + d · v (2) The formula (2) of the force f is expressed by the detection force F with respect to the target force F ref .
The deviation which is ΔF in the above-mentioned expression (1), that is, the contact state at the current position is not lost.
【0008】前式(2)を変位xについて解くと、次式
(3)を得る。 x=(f−d・v)/k ……(3) ここで、Tをサンプリング周期とした場合、速度vは、
現在位置P(n) と前回サンプリング位置P(n-1) との距
離をサンプリング周期Tにて除算した商である。すなわ
ち、次式(4)にて速度vを得ることができる。 v=(P(n) −P(n-1) )/T ……(4) こうして、式(4)によって速度vが得られ、式(3)
によって変位xが得られる。By solving the equation (2) for the displacement x, the following equation (3) is obtained. x = (f−d · v) / k (3) where T is the sampling period, the velocity v is
It is a quotient obtained by dividing the distance between the current position P (n) and the previous sampling position P (n-1) by the sampling cycle T. That is, the speed v can be obtained by the following equation (4). v = (P (n) -P (n-1) ) / T (4) Thus, the velocity v is obtained by the equation (4), and the equation (3) is obtained.
The displacement x is obtained by
【0009】ここにおいて、サンプリング周期Tは設定
変更可能なパラメータである。すなわち、サンプリング
周期は制御周期又は例えばその整数倍に設定することが
でき、変更することもできる。ロボットを制御するため
に行なわれる位置データのサンプリング(実際上エンコ
ーダのデータ読み込み)周期は常に一定であり、本発明
の軌道獲得のためのサンプリングは、この制御周期もし
くはその整数倍に設定変更可能である。具体的には、仮
にロボットの動作速度が遅い時にはサンプリングしたそ
れぞれの位置の間隔は短くなり、この間隔がロボットの
位置決め精度より極端に細くなるような場合、全てのサ
ンプリングデータの記憶は不要となる。したがって、ロ
ボットの動作速度が遅い時には、サンプリング周期を長
くし、ロボットの動作速度が速い時にはサンプリング周
期を短くすれば、サンプリング位置間隔がおおむね揃う
こととなり、ロボットの位置決め精度に対応させること
ができる。もっとも、サンプリング周期によりサンプリ
ング位置間隔が短過ぎる場合には誤差に敏感になるの
で、サンプリング位置間隔の決定はこの点の注意が必要
である。Here, the sampling period T is a parameter whose setting can be changed. That is, the sampling period can be set to the control period or an integral multiple thereof, for example, and can be changed. The position data sampling (actually encoder data reading) cycle performed to control the robot is always constant, and the sampling for trajectory acquisition of the present invention can be set or changed to this control cycle or an integral multiple thereof. is there. Specifically, if the robot's operation speed is slow, the interval between each sampled position becomes short, and if this interval becomes extremely narrower than the positioning accuracy of the robot, it is not necessary to store all sampling data. . Therefore, when the operation speed of the robot is slow, the sampling cycle is lengthened, and when the operation speed of the robot is fast, the sampling cycle is shortened, so that the sampling position intervals are substantially aligned, and the positioning accuracy of the robot can be dealt with. However, when the sampling position interval is too short depending on the sampling period, the sampling position interval becomes sensitive to an error. Therefore, it is necessary to pay attention to this point when determining the sampling position interval.
【0010】また、前述の(2)式又は(3)式におけ
る如く、手先効果器とワークとの接触状態のモデル化を
表すに当り、手先効果器とワークとを含めたバネ係数
k、及びダンパ係数dを設定変更可能としている。例え
ば図2にて簡略して示すようにロボットのアームが縮ん
でいる場合Aと伸ばしている場合Bとでは伸ばしている
場合の方が剛性が低くなり、姿勢によってロボット全体
としての剛性が変化するためこの変化に合わせて、上述
のk,dを変化させた方が正確な制御を行なえることに
よる。Further, as in the above equation (2) or (3), in expressing the modeling of the contact state between the hand effector and the work, the spring coefficient k including the hand effector and the work, and The damper coefficient d can be changed. For example, as shown in a simplified form in FIG. 2, when the arm of the robot is contracted A and when it is expanded B, the rigidity is lower when it is expanded, and the rigidity of the entire robot changes depending on the posture. Therefore, it is possible to perform more accurate control by changing the above k and d in accordance with this change.
【0011】このようにして、サンプリング周期Tを設
定変更可能として(4)式より速度vが得られ、更にバ
ネ係数k、及びダンパ係数dを設定変更可能として
(3)式より変位xを求める。ついで、得られたxに基
づき現在サンプリング位置P(n) を次式(5)にて補正
する。 P(n) =P(n) −x ……(5) この現在サンプリング位置P(n) の補正は、倣いの場合
の如くロボットとワークとが接触している場合、図3の
如くロボットアームがわずかにたわむことになり、位置
Pi のはずがPe となる。このことは、位置検出器(エ
ンコーダ)は、モータに取り付けられており、実際の手
先効果器の位置を検出しているわけでなく、関節を駆動
するモータの回転位置を検出していることによる。すな
わち、アームのたわみはエンコーダのデータには反映さ
れていない。前述の如くロボットとワークとの接触状態
をバネ係数、ダンパ係数のモデルとして得ているので、
このモデルによってたわみ量を補正することができる。
つまり、前掲の(5)式によるP(n) の補正にて実際の
位置に置き換えることができる。In this way, the velocity v can be obtained from the equation (4) with the setting of the sampling period T being changeable, and the displacement x can be obtained from the equation (3) with the spring coefficient k and the damper coefficient d being changeable. . Next, the current sampling position P (n) is corrected by the following equation (5) based on the obtained x. P (n) = P (n) -x (5) This correction of the current sampling position P (n) is performed when the robot and the workpiece are in contact with each other as shown in FIG. Is slightly bent, and the position P i should be P e . This is because the position detector (encoder) is attached to the motor and does not detect the actual position of the hand effector, but detects the rotational position of the motor that drives the joint. . That is, the deflection of the arm is not reflected in the encoder data. Since the contact state between the robot and the work is obtained as a model of the spring coefficient and the damper coefficient as described above,
The amount of deflection can be corrected by this model.
That is, the actual position can be replaced by the correction of P (n) according to the equation (5).
【0012】こうして、実際上のサンプリング位置P
(n) を得たうえで、次に前回のサンプリング位置P
(n-1) と今回のサンプリング位置P(n) との移動方向
(P(n) −P (n-1) )と、前々回のサンプリング位置P
(n-2) と前回のサンプリング位置P(n -1) との移動方向
(P(n-1) −P(n-2) )との方向余弦dir(n)、換言すれ
ば直線度合を次式[数1]にて算出する。すなわち、図
4に示すように×印にてサンプリングしたと仮定すると
き、位置データとしては(×)位置のデータがあれば充
分である。したがって、移動方向が略直線の場合にはあ
えてサンプリングデータを得る必要がなく、移動方向の
変化量としてdir(n)を求めることで済む。Thus, the actual sampling position P
(n)And then the previous sampling position P
(n-1)And this sampling position P(n)Direction of movement with
(P(n)−P (n-1)), And the sampling position P of the previous two times
(n-2)And the previous sampling position P(n -1)Direction of movement with
(P(n-1)−P(n-2)) And direction cosine dir (n), in other words
For example, the degree of linearity is calculated by the following formula [Equation 1]. That is, the figure
Assuming that the sampling is made with a cross as shown in 4,
If there is (x) position data,
Minutes. Therefore, if the movement direction is almost straight,
It is not necessary to obtain sampling data
All that is required is to find dir (n) as the amount of change.
【数1】 [Equation 1]
【0013】この方向余弦についてm回前から今回nま
での移動方向変化の和dirsumを次式[数2]にて採る。For this direction cosine, the sum dirsum of movement direction changes from m times before to this time n is taken by the following equation [Equation 2].
【数2】 [Equation 2]
【0014】更にまた、m回前から今回までの移動方向
変化の和dirsumの平均dirave(direction average )を
次式(5)にて得る。 dirave=dirsum/m ……(5) この結果、前掲[数1]のdir(n)= cosθn とこの
(5)式に示すdiraveの双方について、方向余弦が閾値
cosθth内にあるか、平均値diraveが閾値dirth (dire
ction threshold )内にあるかを次式(6)(7)にて
判定する。 dir(n)> cosθth ……(6) dirave>dirth ……(7) すなわち、方向余弦が閾値内に収まっていれば直線と見
て良く、また移動方向変化の和の平均が閾値内に収まっ
ていることにより全体として直線と見ることができる。
この場合、 cosθth,dirth は設計変更可能なパラメー
タである。したがって、式(6)又は(7)が少なくと
も一方成立するとき、P(n) =Q (j) として位置データ
Q(j) を更新し、このQ(j) を目標位置データとしてプ
ログラムに付加する。この場合、メモリに格納されるの
は、Q(j) であり、サンプリングデータが直線上にある
とき、この直線の始点と終点とのみを記憶し、この間の
データは記憶する必要がない。Furthermore, the moving direction from m times before to this time
Sum of changes dirsum average dirave (direction average)
It is obtained by the following equation (5). dirave = dirsum / m (5) As a result, dir (n) = cos θ in [Equation 1] abovenAnd this
The direction cosine is the threshold for both dirave shown in equation (5).
cosθthThe average value dirave is within the threshold dirt (dire
ction threshold) by the following equations (6) and (7)
judge. dir (n)> cos θth (6) dirave> dirth (7) In other words, if the direction cosine is within the threshold, it is regarded as a straight line.
The average of the sum of changes in the moving direction is within the threshold.
It can be seen as a straight line as a whole.
In this case, cos θth, Dirt is a parameter whose design can be changed.
It is. Therefore, at least Equation (6) or (7)
If either side holds, P(n)= Q (j)As position data
Q(j)Update this Q(j)As the target position data
Add to the program. In this case, it is stored in memory
Is Q(j)And the sampling data is on a straight line
At this time, only the start point and end point of this straight line are memorized, and
No data needs to be stored.
【0015】図1は、本実施の形態の全体を示すフロー
チャートであり、各々の処理と判断をすることにより記
憶データの削減が図れる。なお、n=n+1、j=j+
1はそれぞれカウンタの値を一つ進める意味である。FIG. 1 is a flow chart showing the whole of the present embodiment, and it is possible to reduce the stored data by making each processing and judgment. Note that n = n + 1 and j = j +
1 means to increment the counter value by one.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、倣
いを行ないながら位置データをサンプリングする際に設
定変更可能なサンプリング周期やモデルを用いて得るこ
とができ、効率良くしかも精度良くサンプリングするこ
とができ、また、位置データの記憶を削減して、プログ
ラムサイズを小さくできるので、プログラムのロードや
セーブに要する時間が比較的短くなり、プログラムサイ
ズが小さくなってロボット制御装置内に格納できるプロ
グラム数が多くなる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain position data by using a sampling period or model whose setting can be changed when sampling position data while performing scanning, and perform sampling efficiently and accurately. In addition, since the storage of position data can be reduced and the program size can be reduced, the time required for loading and saving the program is relatively short, and the program size can be reduced and stored in the robot controller. The number increases.
【図1】本発明の実施の形態の一例のフローチャート。FIG. 1 is a flowchart of an example of an embodiment of the present invention.
【図2】アームの剛性の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of the rigidity of the arm.
【図3】たわみの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of deflection.
【図4】サンプリング点と記憶点との説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of sampling points and storage points.
T サンプリング周期 d ダンパ係数 k バネ係数 dir(n), cosθn 方向余弦 dirave 平均値T sampling period d damper coefficient k spring coefficient dir (n), cos θ n direction cosine dirave average value
Claims (1)
がら動作軌道を獲得するロボットの制御方法において、 速度を求めるに当り設定変更可能なサンプリング周期を
定め、 この速度と設定変更可能なバネ係数やダンパ係数に基づ
きモデルに従って現在サンプリング位置を補正し、 この位置にて方向余弦を求めた後倣いの直線性を設定変
更可能なパラメータによってプログラムに登録するか否
か判断する、 ことを特徴とするロボットの制御方法。1. A method for controlling a robot, wherein a force-controllable robot obtains a motion trajectory while following a workpiece, sets a sampling cycle in which setting can be changed in order to obtain a speed, and the speed and a changeable spring coefficient are set. A robot characterized by correcting a current sampling position according to a model based on a damper coefficient, determining a direction cosine at this position, and then determining whether or not to register the linearity of the copying in a program with a parameter whose setting can be changed. Control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10654496A JPH09292908A (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Control method for robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10654496A JPH09292908A (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Control method for robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292908A true JPH09292908A (en) | 1997-11-11 |
Family
ID=14436319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10654496A Withdrawn JPH09292908A (en) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | Control method for robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09292908A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009233764A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | Operation generating device, robot, and operation generating method |
| JP2011224696A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Yaskawa Electric Corp | Robot teaching replaying device and teaching replaying method |
| JP2020116509A (en) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | 旭サナック株式会社 | Painting program creation device, painting program creation method |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10654496A patent/JPH09292908A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009233764A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | Operation generating device, robot, and operation generating method |
| JP2011224696A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Yaskawa Electric Corp | Robot teaching replaying device and teaching replaying method |
| JP2020116509A (en) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | 旭サナック株式会社 | Painting program creation device, painting program creation method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |