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JP2000042956A - Trajectory generating method and device for force control robot - Google Patents

Trajectory generating method and device for force control robot

Info

Publication number
JP2000042956A
JP2000042956A JP10217590A JP21759098A JP2000042956A JP 2000042956 A JP2000042956 A JP 2000042956A JP 10217590 A JP10217590 A JP 10217590A JP 21759098 A JP21759098 A JP 21759098A JP 2000042956 A JP2000042956 A JP 2000042956A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
trajectory
tool
force control
control robot
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.)
Withdrawn
Application number
JP10217590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Nishihara
泰宣 西原
Toshihiko Nakane
俊彦 中根
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.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co 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 Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP10217590A priority Critical patent/JP2000042956A/en
Publication of JP2000042956A publication Critical patent/JP2000042956A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a trajectory generating method and device for a force control robot capable of corresponding to automatic generation of a tool trajectory even in the case where a programmed trajectory of a tool and surface shape of a cast are different from each other. SOLUTION: A force control robot having a force control function successively executes a linear positioning command commanding linear movement to a pre-assigned final position P1 and a circular arc moving command commanding circular arc movement from a pre-assigned circular arc start position P1 to a circular arc final position P3 via a circular arc intermediate position P2. Here, an actual final position P1' of a tool T in the linear positioning command is corrected to the circular arc start position, based on this correction amount D, the circular arc intermediate position and the circular are final position are corrected, and a circular arc trajectory of the tool T is generated from these circular arc start position P1', circular arc intermediate position P2', and circular arc final position P3'.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工具、たとえば、
グラインダなどの工具のワークに対する押し付け力が指
定押し付け力になるように工具の軌道を修正する力制御
機能を有する力制御ロボットの軌道生成方法および装置
に関する。詳しくは、直線位置決め指令および円弧移動
指令を順次実行するにあたって、これらの軌道の速度を
連続的に接続するための力制御ロボットの軌道生成方法
および装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tool, for example,
The present invention relates to a trajectory generation method and apparatus for a force control robot having a force control function of correcting a trajectory of a tool such that a pressing force of a tool such as a grinder against a workpiece becomes a specified pressing force. More specifically, the present invention relates to a trajectory generation method and apparatus for a force control robot for continuously connecting the speeds of these trajectories when sequentially executing a linear positioning command and an arc movement command.

【0002】[0002]

【背景技術】バリ取り、グラインダ掛け、研磨などの研
削作業では、グラインダなどの工具のワークに対する押
し付け力が指定押し付け力になるように、工具の軌道を
自動的に修正する力制御機能を有する力制御ロボットが
用いられる。
2. Description of the Related Art In grinding operations such as deburring, grinding, and polishing, a force having a force control function for automatically correcting a tool trajectory so that a pressing force of a tool such as a grinder against a workpiece becomes a specified pressing force. A control robot is used.

【0003】図5は、力制御機能を有する力制御ロボッ
トによって、ワークの表面を加工する際の工具のプログ
ラム軌道を示している。同図において、Tはグラインダ
などの工具である。工具Tは、最初に位置P(X,Y,
Z)にあり、まず、位置P0(X0,Y0,Z0)に位
置決めされ、続いて、位置P1(X1,Y1,Z1)へ
位置決めされたのち、位置Pn(Xn,Yn,Zn)へ
位置決めされるものとする。
FIG. 5 shows a program trajectory of a tool when a surface of a workpiece is machined by a force control robot having a force control function. In the figure, T is a tool such as a grinder. The tool T is initially positioned P (X, Y,
Z), it is first positioned at position P0 (X0, Y0, Z0), and then positioned at position P1 (X1, Y1, Z1), and then positioned at position Pn (Xn, Yn, Zn). Shall be.

【0004】まず、工具Tを位置P(X,Y,Z)から
位置P0(X0,Y0,Z0)へ位置決めするときのプ
ログラムは次の通りである。 MOVE P0 (位置Pから位置P0へ最短距離
で位置決め) 次に、工具Tを位置P0(X0,Y0,Z0)から位置
P1(X1,Y1,Z1)へ直線軌道で位置決めすると
きのプログラムは次の通りである。このとき、工具Tを
ワークWに対して押付力(f)2kgで押し付けながら
加工を行う必要がある場合には、次のようになる。 GMOVES P1,FORCE2.0(力制御2k
g、位置P1へ直線位置決め) 同様に、工具TをワークWに対して押付力2kgで押し
付けながら、位置P1(X1,Y1,Z1)から位置P
n(Xn,Yn,Zn)へ直線軌道で位置決めするとき
のプログラムは次の通りである。 GMOVES Pn,FORCE2.0(力制御2k
g、位置Pnへ直線位置決め)
First, a program for positioning the tool T from the position P (X, Y, Z) to the position P0 (X0, Y0, Z0) is as follows. MOVE P0 (positioning from the position P to the position P0 at the shortest distance) Next, the program for positioning the tool T from the position P0 (X0, Y0, Z0) to the position P1 (X1, Y1, Z1) by a linear trajectory is as follows. It is as follows. At this time, if it is necessary to perform machining while pressing the tool T against the workpiece W with a pressing force (f) of 2 kg, the following is performed. GMOVES P1, FORCE2.0 (force control 2k
g, linear positioning to the position P1) Similarly, while pressing the tool T against the work W with a pressing force of 2 kg, the position P is shifted from the position P1 (X1, Y1, Z1) to the position P.
The program for positioning to n (Xn, Yn, Zn) with a linear trajectory is as follows. GMOVES Pn, FORCE2.0 (force control 2k
g, linear positioning to position Pn)

【0005】このようにプログラムすると、工具Tはワ
ークWに対して押付力2kgで押し付けられながら直線
軌道で移動(位置P,P0,P1,Pnへ移動)される
から、これにより、ワークWの表面が加工される。たと
えば、ワークWを鋳物とし、工具Tをグラインダとすれ
ば、グラインダ(工具T)はワークWの表面に押し付け
られながら、位置P,P0,P1,Pnと移動されるか
ら、鋳物の表面に発生したバリ取りを行うことができ
る。
When programmed in this manner, the tool T moves on a linear trajectory (moves to the positions P, P0, P1, and Pn) while being pressed against the work W with a pressing force of 2 kg. The surface is machined. For example, if the workpiece W is a casting and the tool T is a grinder, the grinder (tool T) is moved to the positions P, P0, P1, and Pn while being pressed against the surface of the workpiece W. Deburring can be performed.

【0006】以上をまとめた加工プログラムの一例を示
すと、次のようになる。 SPEED=0.3 (速度指定 0.3m/min) FORCE=2.0 (力制御力指定) MOVE P0 (位置Pから位置P0へ最短距離で位置決め) GMOVES P1 (力制御しつつ、位置P1へ直線位置決め) GMOVES Pn (力制御しつつ、位置Pnへ直線位置決め)
An example of a machining program that summarizes the above is as follows. SPEED = 0.3 (Speed designation 0.3m / min) FORCE = 2.0 (Force control force designation) MOVE P0 (Positioning from position P to position P0 at shortest distance) GMOVES P1 (To position P1 while controlling force) GMOVES Pn (Linear positioning to position Pn while controlling force)

【0007】図6は、ワークWのコーナWc(図4参
照)において、工具Tの軌道を円弧軌道とした場合の工
具のプログラム軌道を示したものである。ここで、 P1は円弧軌道の円弧開始位置 P2は円弧軌道の円弧中間位置 P3は円弧軌道の円弧最終位置 であり、そのときのプログラムは次の通りである。 MOVE P0 (位置Pから位置P0へ最短距離で位置決め) GMOVES P1 (力制御しつつ、位置P1へ直線位置決め) GMOVEC P2,P3(現在位置P1を円弧開始位置、P2を円弧中間 位置、P3を円弧最終位置として円弧移動) GMOVES Pn (力制御しつつ、位置Pnへ直線位置決め) また、円弧軌道における力制御は、常に円弧上の工具位
置の接線あるいは接面方向に直角な方向に力を制御し、
常に中心に力が向かうように制御される。
FIG. 6 shows a program trajectory of the tool when the trajectory of the tool T is a circular trajectory at the corner Wc of the workpiece W (see FIG. 4). Here, P1 is the arc start position of the arc trajectory P2 is the arc intermediate position of the arc trajectory P3 is the arc end position of the arc trajectory, and the program at that time is as follows. MOVE P0 (positioning from position P to position P0 at shortest distance) GMOVES P1 (linear positioning to position P1 while controlling force) GMOVEC P2, P3 (current position P1 at arc start position, P2 at arc intermediate position, P3 at arc) GMOVES Pn (Linear positioning to position Pn while controlling force) In addition, force control in a circular arc trajectory always controls the force in the direction perpendicular to the tangent or tangent to the tool position on the circular arc. ,
It is controlled so that the force always goes to the center.

【0008】図7は、円弧軌道の生成方法を説明するた
めの図である。円弧軌道の生成は、円弧開始位置P1お
よび円弧中間位置P2を結ぶ直線の垂直二等分線L1
と、円弧中間位置P2および円弧最終位置P3を結ぶ直
線の垂直二等分線L2との交点を中心Cとし、その中心
Cから円弧開始位置P1(または、円弧中間位置P2あ
るいは円弧最終位置P3)までの距離を半径とする円と
して定義される。つまり、この円の一部を円弧軌道とし
てプログラム指定される。なお、その他、ロボットの制
御プログラム命令として、作業内容を指定する命令TA
SK、工具の種類を指定する命令TCODE、加工の際
の工具の作用点、つまり、工具のどの部分により研磨、
研削を行うかの部位を指定する命令TCPなどがある。
これらのプログラム命令に従って、力制御の押し付け方
向は、マイクロコンピュータを使用した制御装置により
決定される。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of generating an arc trajectory. The arc trajectory is generated by a straight vertical bisector L1 connecting the arc start position P1 and the arc intermediate position P2.
The center C is the intersection of the vertical bisector L2 of the straight line connecting the arc intermediate position P2 and the arc end position P3, and the arc start position P1 (or the arc intermediate position P2 or the arc end position P3) from the center C. It is defined as a circle whose radius is the distance to. That is, a part of this circle is designated as a program as an arc trajectory. In addition, as a robot control program command, a command TA for designating work content is used.
SK, a command TCODE for designating the type of tool, the point of action of the tool during machining, that is,
There is a command TCP or the like for designating a part to be ground.
According to these program instructions, the pressing direction of the force control is determined by a control device using a microcomputer.

【0009】そこで、ワークWのコーナにおいて、工具
Tの軌道を円弧軌道としたプログラム例を示すと、次の
通りである。 TASK=GRIND (作業は研磨を指定) TCODE=GRINDER(工具はグラインダ工具を指定) TCP=TIP (工具の作用点は工具の先端) SPEED=0.3 FORCE=2.0 MOVE P0 (位置Pから位置P0へ最短距離で位置決め) GMOVES P1 (円弧開始位置P1) GMOVEC P2,P3 (P2を円弧中間位置、P3を円弧最終位置と して円弧移動) GMOVES P4 (力制御しつつ、位置Pnまで直線位置決め)
An example of a program in which the trajectory of the tool T is an arc trajectory at the corner of the workpiece W is as follows. TASK = GRIND (operation specifies grinding) TCODE = GRINDER (tool specifies grinder tool) TCP = TIP (tool action point is the tip of the tool) SPEED = 0.3 FORCE = 2.0 MOVE P0 (from position P) GMOVES P1 (Arc start position P1) GMOVEC P2, P3 (P2 is an arc middle position, P3 is an arc end position and P3 is an arc end position) GMOVES P4 (Line to position Pn with force control) Positioning)

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、この
ようなプログラムによって、工具TがワークWに対して
力制御されながら、位置P0から位置P1へ位置決めさ
れるとき、たとえば、図8に示すように、力制御による
軌道の自動修正により、工具Tの実際の最終位置位置が
P1’となる場合がある。このため、次の円弧軌道は、
その位置P1’を円弧開始位置とし、かつ、円弧中間位
置P2を経由点として、位置P3を円弧最終位置として
プログラムされていた。その結果、生成された工具軌道
は、図8のようになった。つまり、直線軌道から円弧軌
道、直線軌道と続く実際の工具軌道は、プログラムで指
定したときの形状とは相違することがあった。
Conventionally, when such a program is used to position the tool T from the position P0 to the position P1 while force-controlling the work W, for example, as shown in FIG. In some cases, the actual final position of the tool T becomes P1 'due to automatic correction of the trajectory by force control. Therefore, the next arc trajectory is
The position P1 'is programmed as an arc start position, the arc intermediate position P2 is set as a via point, and the position P3 is programmed as an arc end position. As a result, the generated tool trajectory is as shown in FIG. That is, the actual tool trajectory following the straight trajectory, the arc trajectory, and the straight trajectory may be different from the shape specified by the program.

【0011】これは、プログラムで指定された工具Tの
プログラム軌道とワークWの表面形状が一致していない
と、工具TのワークWに対する押し付け力が指定押し付
け力になるように、プログラム軌道が自動的に修正され
るために生じたもので、ワークWが鋳物の場合に多く見
られる現象である。このため、鋳物形状が工具のプログ
ラム軌道と相違する場合、工具軌道の自動的な補正、生
成対応が必要で、従来の課題となっていた。
If the program trajectory of the tool T specified by the program does not match the surface shape of the work W, the program trajectory is automatically adjusted so that the pressing force of the tool T against the work W becomes the specified pressing force. This is a phenomenon that often occurs when the work W is a casting. Therefore, when the casting shape is different from the program trajectory of the tool, it is necessary to automatically correct and generate the tool trajectory, which has been a conventional problem.

【0012】本発明の目的は、このような従来の課題を
解消し、予めプログラムされた工具のプログラム軌道と
鋳物などのワークの表面形状が相違する場合において
も、工具軌道の自動的な補正、生成対応が可能な力制御
ロボットの軌道生成方法および装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to automatically correct a tool trajectory even when a program trajectory of a tool programmed in advance and a surface shape of a workpiece such as a casting are different. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for generating a trajectory of a force control robot capable of performing generation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の力制御ロボット
の連続軌道生成方法は、工具のワークに対する押し付け
力が指定押し付け力になるように工具の軌道を修正する
力制御機能を有する力制御ロボットが、工具をワークに
対して指定押し付け力で押し付けながら予め指定された
最終位置まで直線軌道で移動するよう指令する直線位置
決め指令、および、工具をワークに対して指定押し付け
力で押し付けながら予め指定された円弧開始位置から円
弧中間位置を経由して円弧最終位置まで円弧軌道で移動
するよう指令する円弧移動指令を順次実行するにあたっ
て、前記直線位置決め指令における工具の実際の最終位
置を前記円弧移動指令における円弧開始位置に補正する
とともに、その補正量に基づいて前記円弧移動指令にお
ける円弧中間位置および円弧最終位置を補正し、これら
の補正された円弧開始位置、円弧中間位置および円弧最
終位置から工具の円弧軌道を生成する、ことを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A continuous trajectory generation method for a force control robot according to the present invention is a force control robot having a force control function for correcting the trajectory of a tool so that the pressing force of the tool against a workpiece becomes a specified pressing force. Is a linear positioning command that instructs the tool to move on a linear trajectory to a pre-specified final position while pressing the tool against the work with the specified pressing force, and is specified in advance while pressing the tool against the work with the specified pressing force. In order to sequentially execute the circular movement command for instructing to move on the circular orbit from the circular arc starting position to the circular final position via the circular intermediate position, the actual final position of the tool in the linear positioning command is determined by the circular moving command. In addition to correcting the arc start position, the arc intermediate position in the arc movement command based on the correction amount And correcting the arc end positions, these corrected arc start position, generates a circular arc track of the tool from the arc intermediate position and the arc end positions, it is characterized.

【0014】このような構成によれば、たとえば、直線
位置決め指令において指定された工具の軌道とワークの
表面形状とが一致していない場合、工具のワークに対す
る押し付け力が指定押し付け力になるように、軌道が自
動的に修正されるが、その工具の実際の最終位置が円弧
移動指令における円弧開始位置に補正され、その補正量
に基づいて円弧移動指令における円弧中間位置および円
弧最終位置が補正され、これらの補正された円弧開始位
置、円弧中間位置および円弧最終位置から工具の円弧軌
道が生成されるから、円弧移動指令において予め規定し
た軌道と略同じ形状の軌道を生成することができる。従
って、直線位置決め指令および円弧移動指令を順次実行
するにあたって、これらの軌道の速度を連続的に接続す
ることができるとともに、ワークの表面形状に倣って工
具を指定押し付け力の下で移動させながら加工すること
ができるから、高精度な加工が期待できる。
According to such a configuration, for example, when the trajectory of the tool specified in the linear positioning command does not match the surface shape of the work, the pressing force of the tool against the work is set to the specified pressing force. The trajectory is automatically corrected, but the actual final position of the tool is corrected to the arc start position in the circular movement command, and the intermediate position of the circular arc and the final arc position in the circular movement command are corrected based on the correction amount. Since the arc trajectory of the tool is generated from the corrected arc start position, arc intermediate position, and arc end position, it is possible to generate a trajectory having substantially the same shape as the trajectory specified in advance in the arc movement command. Therefore, when sequentially executing the linear positioning command and the circular movement command, the speeds of these trajectories can be continuously connected, and the processing is performed while moving the tool under the specified pressing force according to the surface shape of the workpiece. Therefore, high-precision processing can be expected.

【0015】以上において、前記円弧軌道を生成するに
あたっては、前記円弧開始位置および円弧中間位置を結
ぶ直線の垂直二等分線と、前記円弧中間位置および円弧
最終位置を結ぶ直線の垂直二等分線との交点を中心と
し、かつ、その中心から円弧開始位置までの距離を半径
とする円の一部を円弧軌道として生成する、ことが望ま
しい。
In the above, when generating the arc trajectory, a perpendicular bisector of a straight line connecting the arc start position and the arc middle position and a vertical bisector of a straight line connecting the arc middle position and the arc end position are used. It is desirable that a part of a circle centered on the intersection with the line and whose radius is the distance from the center to the arc start position be generated as an arc trajectory.

【0016】また、本発明の力制御ロボットの連続軌道
生成装置は、工具のワークに対する押し付け力が指定押
し付け力になるように工具の軌道を修正する力制御機能
を有する力制御ロボットが、工具をワークに対して指定
押し付け力で押し付けながら予め指定された最終位置ま
で直線軌道で移動するよう指令する直線位置決め指令、
および、工具をワークに対して指定押し付け力で押し付
けながら予め指定された円弧開始位置から円弧中間位置
を経由して円弧最終位置まで円弧軌道で移動するよう指
令する円弧移動指令を順次実行するにあたって、工具の
軌道を自動的に生成する軌道生成装置であって、前記直
線位置決め指令における工具の実際の最終位置を前記円
弧移動指令における円弧開始位置に補正する手段と、そ
の補正量に基づいて前記円弧移動指令における円弧中間
位置および円弧最終位置を補正する手段と、これらの補
正された円弧開始位置、円弧中間位置および円弧最終位
置から工具の円弧軌道を生成する手段と、を備えたこと
を特徴とする。
Further, in the continuous trajectory generating apparatus for a force control robot according to the present invention, the force control robot having a force control function for correcting the tool trajectory so that the pressing force of the tool against the workpiece becomes the specified pressing force, comprises: A linear positioning command for instructing the robot to move on a linear trajectory to a pre-specified final position while pressing the workpiece with a specified pressing force,
When sequentially executing an arc movement command for instructing a tool to move on a circular orbit from a predetermined arc start position to a final arc position via a circular arc intermediate position while pressing a tool against a workpiece with a specified pressing force, A trajectory generation device that automatically generates a trajectory of a tool, comprising: means for correcting an actual final position of the tool in the linear positioning command to an arc start position in the circular movement command; and Means for correcting an arc intermediate position and an arc end position in a movement command, and means for generating an arc trajectory of a tool from these corrected arc start position, arc intermediate position and arc end position. I do.

【0017】このような構成によれば、力制御による軌
道の修正があっても、その工具の実際の最終位置が円弧
移動指令における円弧開始位置に補正され、その補正量
に基づいて円弧移動指令における円弧中間位置および円
弧最終位置が補正され、これらの補正された円弧開始位
置、円弧中間位置および円弧最終位置から工具の円弧軌
道が生成されるから、円弧移動指令において予め規定し
た軌道と略同じ形状の軌道を生成することができる。従
って、直線位置決め指令および円弧移動指令を順次実行
するにあたって、これらの軌道の速度を連続的に接続す
ることができるとともに、ワークの表面形状に倣って工
具を指定押し付け力の下で移動させながら加工すること
ができるから、高精度な加工が期待できる。
According to such a configuration, even if the trajectory is corrected by force control, the actual final position of the tool is corrected to the arc start position in the circular movement command, and the circular movement command based on the correction amount. Are corrected, and the arc trajectory of the tool is generated from the corrected arc start position, arc intermediate position and arc end position, so that the trajectory is substantially the same as the trajectory specified in advance in the arc movement command. Trajectories of shapes can be generated. Therefore, when sequentially executing the linear positioning command and the circular movement command, the speeds of these trajectories can be continuously connected, and the processing is performed while moving the tool under the specified pressing force according to the surface shape of the workpiece. Therefore, high-precision processing can be expected.

【0018】以上において、前記円弧軌道を生成する手
段は、前記円弧開始位置および円弧中間位置を結ぶ直線
の垂直二等分線と、前記円弧中間位置および円弧最終位
置を結ぶ直線の垂直二等分線との交点を中心とし、か
つ、その中心から円弧開始位置までの距離を半径とする
円の一部を円弧軌道として生成する、ことが望ましい。
In the above, the means for generating the arc trajectory includes a vertical bisector of a straight line connecting the arc start position and the arc middle position, and a vertical bisector of a straight line connecting the arc middle position and the arc end position. It is desirable that a part of a circle centered on the intersection with the line and whose radius is the distance from the center to the arc start position be generated as an arc trajectory.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、以下の説明にあたって、前
述した図5〜図8と同一構成要件については、同一符号
を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in FIGS. 5 to 8 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0020】(軌道生成方法)図1は、本発明の軌道生
成方法の一例を示している。なお、ここでは、便宜上、
XY平面で説明する。これは、図6と同様に、力制御機
能を有する力制御ロボットが、工具TをワークWに対し
て指定押し付け力で押し付けながら予め指定された最終
位置P1まで直線軌道で移動するよう指令する直線位置
決め指令、工具TをワークWに対して指定押し付け力で
押し付けながら予め指定された円弧開始位置P1から円
弧中間位置P2を経由して円弧最終位置P3まで円弧軌
道で移動するよう指令する円弧移動指令、および、工具
TをワークWに対して指定押し付け力で押し付けながら
予め指定された最終位置Pnまで直線軌道で移動するよ
う指令する直線位置決め指令を順次実行する場合であ
る。
(Trajectory Generation Method) FIG. 1 shows an example of a trajectory generation method according to the present invention. Here, for convenience,
The description will be made on the XY plane. This is a straight line that instructs the force control robot having the force control function to move along the linear trajectory to the previously specified final position P1 while pressing the tool T against the work W with the specified pressing force, as in FIG. A positioning command, an arc movement command for instructing the tool T to move on a circular orbit from a predetermined arc start position P1 to a circular end position P3 via a circular arc intermediate position P2 while pressing the tool T against a workpiece W with a specified pressing force. And a linear positioning command for sequentially instructing the tool T to move on a linear trajectory to a predetermined final position Pn while pressing the tool T against the workpiece W with a specified pressing force.

【0021】このとき、プログラムで指定された工具T
のプログラム軌道とワークWの表面形状が一致していな
いと、工具TのワークWに対する押し付け力が指定押し
付け力になるように、プログラム軌道が自動的に修正さ
れるため、前記直線位置決め指令における工具Tの実際
の最終位置はP1’となる。ここで、直線位置決め指令
における工具Tの実際の最終位置P1’を円弧移動指令
における円弧開始位置に補正する。つまり、円弧移動指
令において指定された円弧開始位置P1をP1’に補正
する。次に、その補正量(P1とP1’との差:力修正
量D)に基づいて、円弧移動指令における円弧中間位置
P2および円弧最終位置P3を補正する。つまり、円弧
移動指令における円弧中間位置P2および円弧最終位置
P3に対して、補正量(力修正量D)を前ブロックの力
修正方向へ加算して、円弧開始位置および円弧最終位置
をP2’,P3’に補正する。最後に、これらの補正さ
れた円弧開始位置P1’、円弧中間位置P2’および円
弧最終位置P3’から工具Tの円弧軌道を生成する。こ
れは、図7で説明した方法により行うことができる。
At this time, the tool T specified by the program
If the program trajectory does not match the surface shape of the workpiece W, the program trajectory is automatically corrected so that the pressing force of the tool T against the workpiece W becomes the specified pressing force. The actual final position of T is P1 '. Here, the actual final position P1 'of the tool T in the linear positioning command is corrected to the arc start position in the circular movement command. That is, the arc start position P1 specified in the arc movement command is corrected to P1 '. Next, based on the correction amount (difference between P1 and P1 ': force correction amount D), the arc intermediate position P2 and the arc final position P3 in the arc movement command are corrected. That is, the correction amount (force correction amount D) is added to the force correction direction of the previous block with respect to the arc intermediate position P2 and the arc end position P3 in the arc movement command, and the arc start position and the arc end position are P2 ′, Correct to P3 '. Finally, an arc trajectory of the tool T is generated from the corrected arc start position P1 ', arc intermediate position P2', and arc end position P3 '. This can be performed by the method described with reference to FIG.

【0022】これにより、初期にプログラムにより定義
された円弧と同等の形状を有する軌道を生成できる。従
って、直線位置決め指令、円弧移動指令および直線位置
決め指令を順次実行するにあたって、これらの軌道の速
度を連続的に接続することができるとともに、ワークW
の表面形状に倣って工具Tを指定押し付け力の下で移動
させながら加工することができるから、高精度な加工が
期待できる。
As a result, it is possible to generate a trajectory having the same shape as the arc defined by the program at the beginning. Therefore, in order to sequentially execute the linear positioning command, the circular movement command, and the linear positioning command, the speeds of these orbits can be continuously connected, and the workpiece W
Since the machining can be performed while moving the tool T under the specified pressing force according to the surface shape of the above, high-precision machining can be expected.

【0023】(軌道生成装置)図2は、本発明の軌道生
成装置の一例を示している。同図において、力制御ロボ
ットの工具(グラインダなど)Tは、駆動モータ11に
よって回転駆動されるとともに、各軸制御軸用サーボモ
ータ12により任意の位置に位置決めされる。工具Tの
位置は、サーボモータ12に付加された位置検出器13
などにより検出され、制御装置20に入力される。ま
た、工具Tには力センサ14が取り付けられ、これによ
り、工具Tの力(通常は6軸方向の力)とモーメントと
が検出され、制御装置20に入力される。なお、力セン
サ14としては、歪みゲージや半導体感圧センサなどを
用いることができる。
(Trajectory Generation Apparatus) FIG. 2 shows an example of a trajectory generation apparatus according to the present invention. In the figure, a tool (a grinder or the like) T of the force control robot is driven to rotate by a drive motor 11 and is positioned at an arbitrary position by a servomotor 12 for each axis control axis. The position of the tool T is determined by a position detector 13 added to the servomotor 12.
And the like, and input to the control device 20. Further, a force sensor 14 is attached to the tool T, whereby a force (normally, a force in six axial directions) and a moment of the tool T are detected and input to the control device 20. In addition, as the force sensor 14, a strain gauge, a semiconductor pressure-sensitive sensor, or the like can be used.

【0024】前記制御装置20は、演算制御部(CP
U)21、インターフェース22、制御メモリ23、一
時記憶メモリ24およびこれらを接続するためのバス2
5などを備える。前記インターフェース22には、前記
駆動モータ11、各軸制御軸用サーボモータ12および
位置検出器13などが接続されているとともに、キーボ
ード15およびネットワーク16などのプログラム入力
手段17が接続されている。前記制御メモリ23には、
プログラム入力手段17から入力された加工プログラム
が記憶される。前記一時記憶メモリ24は、図3に示す
ように、プログラムによって指定された各位置P0,P
1,P2,P3の各位置座標を記憶するエリアE0〜E
3、位置検出器13によって与えられる工具Tの現在位
置Paの位置座標を記憶するエリアEA、力制御方向パ
ラメータ(0:力制御なし、1:X+方向、2:X−方
向)を記憶するエリアEBなどを備えている。
The control device 20 includes an arithmetic control unit (CP)
U) 21, interface 22, control memory 23, temporary storage memory 24, and bus 2 for connecting these
5 and the like. The interface 22 is connected with the drive motor 11, the servomotor 12 for each axis control axis, the position detector 13, and the like, and also with the keyboard 15 and the program input means 17 such as the network 16. In the control memory 23,
The machining program input from the program input means 17 is stored. As shown in FIG. 3, the temporary storage memory 24 stores the positions P0, P
Areas E0 to E for storing position coordinates of 1, P2 and P3
3. An area EA for storing the position coordinates of the current position Pa of the tool T given by the position detector 13, and an area for storing force control direction parameters (0: no force control, 1: X + direction, 2: X- direction). EB and the like are provided.

【0025】前記演算制御部21は、図1の工具移動を
行うにあたって、次のような処理を行う。まず、プログ
ラムで指定された各位置P0,P1,P2,P3の各位
置座標を一時記憶メモリ24の各エリアE0〜E3に記
憶させるとともに、これらの位置情報を基に直線位置決
め指令(位置P0から位置P1への直線位置きめ)、円
弧移動指令(位置P1から位置P2を経由して位置P3
へ円弧移動)、直線位置決め指令(位置P3から位置P
nへの直線位置きめ)を順次実行する。この間、位置検
出器13から与えられる工具Tの現在位置Paの座標を
一時記憶メモリ24のエリアEAに更新、記憶させる。
The arithmetic control unit 21 performs the following processing when performing the tool movement shown in FIG. First, the position coordinates of the positions P0, P1, P2, and P3 specified by the program are stored in the areas E0 to E3 of the temporary storage memory 24, and a linear positioning command (from position P0 to position A linear position determination to the position P1), an arc movement command (the position P3 from the position P1 via the position P2)
Circular movement), linear positioning command (from position P3 to position P)
n). During this time, the coordinates of the current position Pa of the tool T given from the position detector 13 are updated and stored in the area EA of the temporary storage memory 24.

【0026】また、前記直線位置決め(位置P0から位
置P1への直線位置きめ)の後、現在位置Paの座標
(XPa,YPa,ZPa)、この場合には、直線位置
決め指令における工具Tの実際の最終位置P1’の座標
(X1’,Y1’,Z1’)を円弧開始位置とし、この
最終位置P1’と円弧移動指令における円弧開始位置P
1との差(力修正量D)を求める。次に、その力修正量
Dを、一時記憶メモリ24の力制御方向パラメータに応
じて、円弧移動指令における円弧中間位置P2および円
弧最終位置P3の各座標(X2,Y2,Z2)、(X
3,Y3,Z3)に対して加算(または減算)して、円
弧中間位置および円弧最終位置をP2’,P3’とし、
これらの補正された円弧開始位置P1’、円弧中間位置
P2’および円弧最終位置P3’から工具Tの円弧軌道
を生成する。なお、この生成については、図7で説明し
た方法により行うことができる。
After the linear positioning (determining the linear position from the position P0 to the position P1), the coordinates (XPa, YPa, ZPa) of the current position Pa, in this case, the actual position of the tool T in the linear positioning command. The coordinates (X1 ', Y1', Z1 ') of the final position P1' are set as the arc start position, and the final position P1 'and the arc start position P in the arc movement command are set.
The difference from 1 (force correction amount D) is obtained. Next, according to the force control direction parameter of the temporary storage memory 24, the force correction amount D is used as the coordinates (X2, Y2, Z2) and (X2) of the arc intermediate position P2 and the arc final position P3 in the arc movement command.
3, Y3, Z3), and the arc intermediate position and the arc final position are defined as P2 ′, P3 ′,
An arc trajectory of the tool T is generated from the corrected arc start position P1 ', arc intermediate position P2', and arc end position P3 '. This generation can be performed by the method described with reference to FIG.

【0027】さらに、次の軌道が位置P3’から位置P
nへ連続するために、新たな円弧最終位置P3’からの
位置をプログラム指定領域のデータを参照しつつ生成す
る。そして、新たに生成された軌道データを使用して、
インターフェース22を経由してサーボモータ12を駆
動する。さらに、位置検出器13から位置フィードバッ
クデータを検出し、工具Tを回転しつつ、新たな軌道の
制御を行う
Further, the next trajectory moves from the position P3 'to the position P
In order to continue to n, a position from a new arc final position P3 'is generated with reference to the data in the program designated area. Then, using the newly generated orbit data,
The servo motor 12 is driven via the interface 22. Further, position feedback data is detected from the position detector 13, and a new trajectory is controlled while rotating the tool T.

【0028】なお、上記実施形態では、ワークWの2つ
の交差する面が外方に位置する、いわゆる出隅部分を有
する形状に沿って工具Tを移動させる場合であったが、
図4に示すように、ワークWの2つの交差する面が内方
に位置する、いわゆる入り隅部分を有する形状に沿って
工具Tを移動させる場合にも、同様にして適用すること
ができる。
In the above-described embodiment, the tool T is moved along a shape having a so-called protruding corner where two intersecting surfaces of the work W are located outside.
As shown in FIG. 4, the present invention can be similarly applied to a case where the tool T is moved along a shape having a so-called corner where two intersecting surfaces of the workpiece W are located inside.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の力制御ロボットの軌道生成方法
および装置によれば、上述の構成としたので、予めプロ
グラムされた工具のプログラム軌道と鋳物などワークの
表面形状が相違する場合においても、工具軌道の自動的
な補正、生成対応が可能である。
According to the method and apparatus for generating a trajectory of a force control robot according to the present invention, since the above-described configuration is employed, even when the program trajectory of a tool programmed in advance and the surface shape of a workpiece such as a casting are different. Automatic correction and generation of tool trajectories are possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の軌道生成方法の一実施形態における工
具の軌道を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a trajectory of a tool in an embodiment of a trajectory generation method of the present invention.

【図2】本発明の軌道生成装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a trajectory generation device according to the present invention.

【図3】図2に示す一時記憶メモリの内容を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing contents of a temporary storage memory shown in FIG. 2;

【図4】本発明の軌道生成方法を異なるワークに適用し
た例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the trajectory generation method of the present invention is applied to different works.

【図5】従来の工具の軌道を説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining a trajectory of a conventional tool.

【図6】図5において、ワークのコーナ部において、工
具の軌道を円弧指定したときの工具の軌道を示す図であ
る。
FIG. 6 is a view showing a tool trajectory when a tool trajectory is designated as a circular arc in a corner portion of a work in FIG. 5;

【図7】工具の円弧軌道を生成する方法を説明するため
の図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of generating an arc trajectory of a tool.

【図8】力制御によって工具の軌道が修正され状態を説
明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a state in which a trajectory of a tool is corrected by force control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T 工具 W ワーク T tool W work

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工具のワークに対する押し付け力が指定
押し付け力になるように工具の軌道を修正する力制御機
能を有する力制御ロボットが、 工具をワークに対して指定押し付け力で押し付けながら
予め指定された最終位置まで直線軌道で移動するよう指
令する直線位置決め指令、および、工具をワークに対し
て指定押し付け力で押し付けながら予め指定された円弧
開始位置から円弧中間位置を経由して円弧最終位置まで
円弧軌道で移動するよう指令する円弧移動指令を順次実
行するにあたって、 前記直線位置決め指令における工具の実際の最終位置を
前記円弧移動指令における円弧開始位置に補正するとと
もに、 その補正量に基づいて前記円弧移動指令における円弧中
間位置および円弧最終位置を補正し、 これらの補正された円弧開始位置、円弧中間位置および
円弧最終位置から工具の円弧軌道を生成する、 ことを特徴とする力制御ロボットの軌道生成方法。
1. A force control robot having a force control function for correcting a tool trajectory so that a pressing force of a tool against a work becomes a specified pressing force, wherein the force control robot is configured to press a tool against a work with a specified pressing force beforehand. And a linear positioning command that instructs the tool to move to the final position along a linear trajectory, and an arc from a pre-specified arc start position to an arc end position via an arc intermediate position while pressing the tool against the workpiece with the specified pressing force When sequentially executing an arc movement command for instructing movement on a track, the actual final position of the tool in the linear positioning command is corrected to an arc start position in the arc movement command, and the arc movement is performed based on the correction amount. The middle position of the circular arc and the final position of the circular arc in the command are corrected, and the corrected circular start position , To produce a circular arc track of the tool from the arc intermediate position and the arc end positions, trajectory generation method of force control robot, characterized in that.
【請求項2】 請求項1に記載の力制御ロボットの軌道
生成方法において、 前記円弧軌道を生成するにあたっては、前記円弧開始位
置および円弧中間位置を結ぶ直線の垂直二等分線と、前
記円弧中間位置および円弧最終位置を結ぶ直線の垂直二
等分線との交点を中心とし、かつ、その中心から円弧開
始位置までの距離を半径とする円の一部を円弧軌道とし
て生成する、 ことを特徴とする力制御ロボットの軌道生成方法。
2. The trajectory generation method for a force control robot according to claim 1, wherein in generating the arc trajectory, a vertical bisector of a straight line connecting the arc start position and the arc intermediate position, and the arc Generating a part of a circle centered on the intersection of the straight line connecting the intermediate position and the end position of the arc with the perpendicular bisector, and having a radius equal to the distance from the center to the start position of the arc as an arc trajectory; Trajectory generation method for a force control robot.
【請求項3】 工具のワークに対する押し付け力が指定
押し付け力になるように工具の軌道を修正する力制御機
能を有する力制御ロボットが、 工具をワークに対して指定押し付け力で押し付けながら
予め指定された最終位置まで直線軌道で移動するよう指
令する直線位置決め指令、および、工具をワークに対し
て指定押し付け力で押し付けながら予め指定された円弧
開始位置から円弧中間位置を経由して円弧最終位置まで
円弧軌道で移動するよう指令する円弧移動指令を順次実
行するにあたって、工具の軌道を自動的に生成する軌道
生成装置であって、 前記直線位置決め指令における工具の実際の最終位置を
前記円弧移動指令における円弧開始位置に補正する手段
と、 その補正量に基づいて前記円弧移動指令における円弧中
間位置および円弧最終位置を補正する手段と、 これらの補正された円弧開始位置、円弧中間位置および
円弧最終位置から工具の円弧軌道を生成する手段と、 を備えたことを特徴とする力制御ロボットの軌道生成装
置。
3. A force control robot having a force control function for correcting a trajectory of a tool so that a pressing force of the tool against a work becomes a specified pressing force, wherein the force control robot is configured to press a tool against a work with a specified pressing force beforehand. And a linear positioning command that instructs the tool to move to the final position along a linear trajectory, and an arc from a pre-specified arc start position to an arc end position via an arc intermediate position while pressing the tool against the workpiece with the specified pressing force A trajectory generating device that automatically generates a trajectory of a tool when sequentially executing an arc movement command for commanding to move on a trajectory, wherein the actual final position of the tool in the linear positioning command is determined by an arc in the arc movement command. Means for correcting to a start position, an arc intermediate position and an arc in the arc movement command based on the correction amount. A trajectory generator for a force control robot, comprising: means for correcting a final position; and means for generating an arc trajectory of a tool from the corrected arc start position, arc intermediate position, and arc end position. .
【請求項4】 請求項3に記載の力制御ロボットの軌道
生成装置において、 前記円弧軌道を生成する手段は、前記円弧開始位置およ
び円弧中間位置を結ぶ直線の垂直二等分線と、前記円弧
中間位置および円弧最終位置を結ぶ直線の垂直二等分線
との交点を中心とし、かつ、その中心から円弧開始位置
までの距離を半径とする円の一部を円弧軌道として生成
する、 ことを特徴とする力制御ロボットの軌道生成装置。
4. The trajectory generation device for a force control robot according to claim 3, wherein the means for generating the circular trajectory includes a vertical bisector of a straight line connecting the circular arc start position and the circular arc intermediate position, and the circular arc. Generating a part of a circle centered on the intersection of the straight line connecting the intermediate position and the end position of the arc with the perpendicular bisector, and having a radius equal to the distance from the center to the start position of the arc as an arc trajectory; Trajectory generator for force control robot.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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