JP2000254879A - ロボットの経路作成方法および経路作成装置ならびにロボットの制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット先端がティーチングされたポイント
を通過するように制御する。 【解決手段】 ティーチングポイントの各々について、
ティーチングポイントを通る直線上の２点であって当該
２点間を結ぶ直線の中点にティーチングポイントが存在
するような２点を動作ポイントの候補として定める。そ
して、動作ポイントの候補点間を結んでできる直線の長
さが最短となるような位置にある点を動作ポイントと
し、この動作ポイントを目標位置としてロボット先端の
動作を制御する。すると、ロボット先端が直線移動する
とき等速度で移動する範囲内にティーチングポイントが
存在することとなるので、ロボット先端はティーチング
ポイントを通過する軌跡を辿って動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットの経路作成
方法および経路作成装置ならびにロボットの制御方法お
よび制御装置に係り、特にロボット先端が飛び飛びに与
えられたポイントを通過するように経路を作成し、ロボ
ットがその経路を辿るように制御するものに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】飛び飛びに与えられた
ティーチングポイントを通ってロボット先端が移動する
ように制御する方法として、ＣＰ（continuous path）
制御、ＰＴＰ（point-to-point）制御などがある。前者
のＣＰ制御では、ティーチングポイント間をロボット先
端が直線的に移動するようにロボットの各関節を制御す
る。

【０００３】このような制御を採用するロボットの制御
装置では、複数のティーチングポイントを通過するよう
に連続的に移動させる場合、制御装置は初期位置から最
終位置までの間の途中のティーチングポイントを通過し
ない動作軌跡を生成してロボットを動作させてしまう。

【０００４】ロボット先端を最終位置に到達させるだけ
ならば、途中のティーチングポイントを通過しない動作
軌跡が生成されても問題はない。しかし、最近、ロボッ
ト先端（手先）にテレビカメラなどを取り付け、このテ
レビカメラで対象物を撮影する視覚付きロボットが提供
されているが、このものでは、途中のティーチングポイ
ントを撮影位置として定めることが多く、動作軌跡がテ
ィーチングポイントから外れると、所期の影像を得るこ
とができなくなる。

【０００５】ロボット制御装置がティーチングポイント
を通過しない動作軌跡を生成する理由は次の通りであ
る。上記の制御では、図７（ａ）に示すように、ロボッ
ト先端をティーチングポイントＡからティーチングポイ
ントＢを経てティーチングポイントＣに移動させる場
合、基本的には、ロボット先端が各ティーチングポイン
トＡ〜Ｃの相互間で直線移動するような台形状の速度パ
ターンを決定し、その速度パターンから所定のサンプリ
ング時間毎の位置を算出し、これを指令位置としてロボ
ット先端の位置を制御する。

【０００６】しかしながら、実際には、同図（ｂ）に示
すように、動作時間短縮のために、ティーチングポイン
トＡからティーチングポイントＢまでの速度パターンに
おける減速域とティーチングポイントＢからティーチン
グポイントＣまでの速度パターンにおける加速域をラッ
プさせて速度パターンを決定する。この結果、２つの速
度パターンの減速域と加速域とがラップする範囲内にテ
ィーチングポイントＢが存在することとなって、そのテ
ィーチングポイントＢを通らない動作軌跡が生成されて
しまうのである。

【０００７】それならば、ロボット先端がテレビカメラ
で撮影すべき位置を通過するようにティーチングポイン
トを定めれば良いように思われるかも知れないが、しか
し、そのようなポイントをティーチングすることは現実
には大変難しく、ティーチング作業に多大な時間を要し
てしまう。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ロボット先端がティーチングされたポ
イントを通過するような経路を作成し、ロボット先端を
ティーチングされたポイントを通過するようにその動作
を制御することができるロボットの経路作成方法および
経路作成装置ならびにロボットの制御方法および制御方
法を提供するところにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１、４、５、９の
発明では、ティーチングポイントの各々について、ティ
ーチングポイントを挟む２点であって、当該２点を動作
ポイントに定めて前記ロボット先端の動作経路を作成し
た時、その経路を辿って動作する前記ロボット先端が前
記ティーチングポイントを通過するような２点を動作ポ
イントの候補点として定め、前記動作ポイントの候補点
間を結んでできる直線の長さを最短とする位置にある候
補点を動作ポイントとして選択して前記ロボット先端の
経路を作成する。

【００１０】このため、ロボット先端が動作ポイントの
相互間を移動するように制御される場合、動作ポイント
では２つの速度パターンの減速域と加速域とがラップす
るので、動作ポイントを通過しない動作軌跡となる。し
かしながら、ティーチングポイントは動作ポイントの相
互間にあってロボット先端が通過する点となるように経
路が作成されているので、ロボット先端はティーチング
ポイントを通過して動作するようになる。このとき、動
作ポイントは、動作ポイント間を結んでできる直線の長
さが最短となるような位置に定められているので、ロボ
ット先端は最短距離を移動するようになり、動作時間を
短縮することができる。

【００１１】請求項２または６記載の発明では、経路生
成手段により選択された各動作ポイントでのロボット先
端の姿勢を、ティーチングポイントにおける教示姿勢に
基づいて最小の姿勢変化量となるように設定するので、
ロボットを能率良く動作させることができる。

【００１２】請求項３または７の発明では、各ティーチ
ングポイントについて、動作ポイントの候補点として定
められる２点は、ティーチングポイントを中間に挟む直
線上の２点であって当該２点間を前記ロボット先端が直
線的に移動するとき等速度で移動する範囲内に前記ティ
ーチングポイントが存在するような２点、または、ティ
ーチングポイントを中間に挟む直線上の２点であって当
該２点間を前記ロボット先端が直線的に移動するとき加
速から減速に転ずる位置にティーチングポイントが存在
するような２点に定められる。

【００１３】この構成によれば、動作ポイントでは、２
つの速度パターンの減速域と加速域とがラップするの
で、動作ポイントを通過しない動作軌跡が生成される。
しかしながら、ティーチングポイントはロボット先端が
動作ポイント間を移動するとき、等速度で移動する範囲
内に存在するので、２つの速度パターンのラップ域とは
ならず、ティーチングポイントを通過する動作軌跡が生
成される。また、動作ポイント間の距離が短く、ロボッ
ト本体の速度パターンが三角パターンとなる場合には、
ロボット先端は動作ポイント間で等速運動域がなく、加
速域から直接減速域に転ずるが、この場合、加速から減
速に転ずる位置は２つの速度パターンのラップ域とはな
らず、ティーチングポイントを通過する動作軌跡が生成
される。

【００１４】請求項８の発明では、複数のティーチング
ポイントについて、ロボット先端が通過する順を変更し
て各通過順毎に動作ポイントの候補点を定め、それら各
通過順について動作ポイントの候補点間を結んでできる
直線の長さを最短とする位置にある候補点を動作ポイン
トとして選択して各通過順毎の経路を作成すると共に、
その各通過順毎の経路のうち最短の経路をロボット先端
の経路として定める。

【００１５】この構成によれば、ティーチングポイント
を教示する際、その教示順とは関係なくロボット先端の
動作経路長を最短とするような経路を選択することがで
き、ロボット先端は最短距離を移動するようになって動
作時間をより一層短縮することができる。このため、テ
ィーチングポイントを教示する際、教示順を余り考慮し
なくとも済む。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。ロボット装置は、図６に示すよう
に、ロボット１と、このロボット１を制御する制御装置
２と、ティーチング手段としてのティーチングペンダン
ト３を備えている。この実施例において、制御装置２の
制御対象であるロボット１は、例えば垂直多関節型の組
み立て用ロボットとして構成され、ベース４と、このベ
ース４に水平方向に旋回可能に設けられたショルダ部５
と、このショルダ部５に上下方向に旋回可能に設けられ
た下アーム６と、この下アーム６に上下方向に旋回可能
に且つ捻り回転可能に設けられた上アーム７と、この上
アーム７に上下方向に旋回可能に設けられた手首８とを
備えており、手首８は先端部に捻り回転可能なフランジ
９を備えている。

【００１７】上記フランジ９はロボット先端とされ、ワ
ークを把持するハンド（図示せず）がこのフランジ９に
取り付けられるようになっている。また、フランジ９に
は、撮像装置としてＣＣＤカメラからなるテレビカメラ
（図示せず）が装着されている。そして、このテレビカ
メラからの画像情報により、検査対象物の形状を認識で
きるようになっている。

【００１８】そして、ショルダ部５の水平方向の旋回動
作、下アーム６の上下方向の旋回動作、上アーム７の上
下方向の旋回動作、上アーム７の回転動作、手首８の上
下方向の旋回動作、フランジ９の回転動作は、それぞれ
関節が、駆動源である例えば直流サーボモータ１０（図
５参照）により図示しない適宜の伝動機構を介して回転
駆動されることにより行われる。

【００１９】一方、制御装置２は、図５に示すように、
本発明にいう動作制御手段としての主制御部１１、動作
プログラム記憶部１２、ティーチングポイント記憶部１
３、本発明にいう動作ポイント生成手段と経路生成手段
と姿勢設定手段とを兼ねる経路生成部１４、動作ポイン
ト記憶部１５、各関節のサーボモータ１０を駆動する駆
動部１６、位置検出部１７などを備えている。なお、図
５では、ショルダ部５、下アーム６、上アーム７、手首
８およびフランジ９を可動部として一つのブロックで示
し、これに応じてそれらの関節の駆動源であるサーボモ
ータ１０も一台だけ示した。

【００２０】この実施例では、ロボット１の動作プログ
ラムは、主制御部１１に与えられ、主制御部１１はその
動作プログラムを動作プログラム記憶部１２に格納す
る。このとき、主制御部１１は、ロボット先端が通過す
べきポイントとしてティーチングされたポイントを当該
ポイントでのロボット先端の姿勢と共にティーチングポ
イント記憶部１３に格納する。

【００２１】そして、経路生成部１４は、ロボット先端
が必ず上記のティーチングポイントを通過するようにす
るために、後述のように動作ポイントを新たに生成す
る。そして、生成された動作ポイントは、動作ポイント
記憶部１５に記憶されるようになっている。

【００２２】上記位置検出部１７は、各関節の現在位置
（回転角度）を検出するためのもので、この位置検出部
１７には、各関節を駆動するサーボモータ１０に設けら
れた位置センサとしてのロータリエンコーダ１８が接続
されている。このロータリエンコーダ１８は、各サーボ
モータ１０の回転角度に応じたパルス信号を出力し、そ
のパルス信号は位置検出部１７に与えられる。位置検出
部１７は、各ロータリエンコーダ１８からのパルス信号
に基づいて各サーボモータ１０ひいては各関節の現在位
置を検出し、その位置情報は、各サーボモータ１０の駆
動部１６および主制御部１１に与えられるようになって
いる。

【００２３】そして、各駆動部１６は、主制御部１１か
ら与えられる位置指令値と位置検出部１７から与えられ
る現在位置とを比較し、その偏差に応じた電流を各サー
ボモータ１０に供給してそれらを駆動する。これによ
り、ロボット先端であるフランジ９の中心部が動作プロ
グラムにより定められた通りの動作を行い、部品の組み
立て作業などを行うものである。

【００２４】次に上記構成において、ロボット先端がテ
ィーチングポイントを必ず通るように動作ポイントを設
定するための制御装置２の動作内容を図１に示すフロー
チャートを参照しながら説明する。まず、オペレータは
制御装置２をティーチングモードに設定する。このティ
ーチングモード状態で、図２に示すように、テレビカメ
ラで撮影するポイントＰ0〜Ｐn と各ポイントＰ0 〜Ｐn
でのロボット先端の姿勢（撮影姿勢）Ｓ0 〜Ｓnなどを
教示する。なお、ｎは１以上の整数である。教示内容
は、ティーチングペンダント３から主制御部１１に与え
られ、主制御装置１１は、その動作プログラムを動作プ
ログラム記憶部１２に格納すると共に、ティーチングポ
イントＰ0 〜Ｐn および姿勢Ｓ0 〜Ｓn をティーチング
ポイント記憶部１３に格納する（以上、ステップＳＴ
１）。

【００２５】ここで、ロボット先端の姿勢とは、ロボッ
ト先端としてのフランジ９に与えられた座標系の直交３
軸Ｎ，Ａ，Ｏのうち、フランジ９の端面に存在するＡ軸
およびＯ軸上の単位ベクトルが、ロボット１の基準座標
上でどの方向を向いているかによって示されるものであ
る。

【００２６】教示作業を終了したところで、オペレータ
は制御装置２を学習モードに設定する。学習モードに入
ると、経路生成部１４は、ロボット先端がティーチング
ポイントＰ0 〜Ｐn を通過するような動作経路を生成す
る。

【００２７】連続動作でロボット先端が各ティーチング
ポイントＰ0 〜Ｐｎを必ず通過するような動作経路を生
成するには、ティーチングポイントＰ0 〜Ｐn とは別に
動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 を定め、その動作ポイントＱ
0 〜Ｑn+1 間をロボット先端が直線的に移動するように
ＣＰ制御する場合、速度パターンが台形パターンである
とき、等速度で移動する範囲内にティーチングポイント
Ｐ0 〜Ｐｎが存在するようにすれば良い。

【００２８】また、動作ポイント間の距離が短く、速度
パターンが三角パターンとなる場合には、ロボット先端
が加速から減速に転ずる位置にティーチングポイントが
存在するようにすれば良く、この位置は加速度と減速度
とが等しい大きさであるとした場合、２つの動作ポイン
ト間の中点となる。なお、この実施例では、加速度と減
速度とが等しい大きさであるとする。

【００２９】そのために、図３に示すように、ティーチ
ングポイントＰ0 〜Ｐn の各々について、ティーチング
ポイントを通る直線上の２点であって、その間にティー
チングポイントが存在するような位置にある２点を動作
ポイントの候補として定める。そして、この実施例で
は、その２つの点を、ティーチングポイントが当該２点
を結ぶ直線の中点に存在するような位置に定めることに
よって、ロボット先端の等速度移動範囲内に、または、
ロボット先端が加速から減速に転ずる位置にティーチン
グポイントが位置するようにしている（ステップＳＴ
２、動作ポイント生成手段）。

【００３０】この場合、一つのティーチングポイントを
通る直線移動の終点側の動作ポイントの候補点は、次の
ティーチングポイントを通る別の直線移動の始点側の動
作ポイントの候補点となるように設定するものであり、
従って、２つのティーチングポイント間に位置する動作
ポイントの候補点は、２つのティーチングポイントにつ
いての共通の動作ポイントの候補点となる。

【００３１】以上のようにして求められる動作ポイント
の候補点は無数に存在するので、その後、経路生成部１
４は、動作ポイントの候補点間を結ぶ直線経路が最短と
なるような位置にある点を動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 と
して選択する（ステップＳＴ３：経路生成手段）。な
お、以下の説明では、特に区別する必要がある場合を除
き、動作ポイントの候補点も動作ポイントと称すること
とする。

【００３２】さて、動作ポイントの位置の算出法は次の
通りである。まず、動作ポイントＱi と次の動作ポイン
トＱi+1 とを結んでできる直線の中点がティーチングポ
イントＰi であることから、次の数１に示す式が成立す
る。

【数１】

【００３３】上記の式から各動作ポイントＱ1 〜Ｐn+1
をＰ1 〜Ｐn およびＱ0 を用いて表すと、次の数２に示
す式となる。

【数２】

【００３４】ロボット先端が動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1
を連続的に移動して行く場合、その移動経路の長さを最
短とする動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 を選択するために、
上記数２の式を用いてＱ0 〜Ｑn+1 間の直線経路の二乗
和Ｌを表すと、次の数３に示す式となる。

【数３】

【００３５】ここで、各直線経路の長さを下記数４のよ
うにＡ0 〜Ａn と置く。

【数４】

【００３６】すると、上記数３で示した各直線経路の二
乗和Ｌは下記数５のようになる。

【００３７】

【数５】

【００３８】更に、式の簡単化のために、

【数６】 と置くと、各直線経路の二乗和Ｌは下記数７のようにな
る。

【００３９】

【数７】

【００４０】

【数８】

【００４１】

【数９】

【００４２】このようにして動作ポイントＱ0 から動作
ポイントＱn+1 に至るまでの経路長を最短にするＱ0 が
求まると、以下の動作ポイントＱ1 〜Ｑn+1 は数２に示
した式を用いて求めることができる。そして、以上のよ
うにして求めた動作ポイントＱ0 が初期位置、動作ポイ
ントＱn+1 が最終位置となり、ロボット先端が初期位置
Ｑ0 から最終位置Ｑn+1 まで一つの連続した動作を行う
ように制御される。このとき、主制御部１１はＱ0 から
Ｑ1 まで、Ｑ1 からＱ2 まで、Ｑ2 からＱ3 まで、……
Ｑn からＱn+1 までというように、隣り合う２つの動作
ポイント間では、直線移動するようなＣＰ制御を行う。

【００４３】次に、経路生成部１４は、各動作ポイント
Ｑ0 〜Ｑn+1 でのロボット先端の姿勢を設定する（ステ
ップＳＴ４：姿勢設定手段）。この場合、ロボット先端
は、動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 間の中点であるティーチ
ングポイントＰ1 〜Ｐn を通るときには、ティーチング
された姿勢Ｓ0 〜Ｓn を取らねばならない。このため、
動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 でのロボット先端の姿勢は、
動作ポイントＱ1 〜Ｑn+1 のうち任意の動作ポイントに
おける姿勢を決めると、ティーチングポイントＰ0 〜Ｐ
n+1 における姿勢Ｓ0 〜Ｓn+1 に基づいて初期位置であ
る動作ポイントＱ0 から最終位置である動作ポイントＱ
n+1 までの姿勢を算出できる。つまり、初期位置である
動作ポイントＱ0 での姿勢を定めると、以下の動作ポイ
ントＱ1〜Ｑn+1 でのロボット先端の姿勢は自ずと定ま
るのである。

【００４４】すなわち、ロボット先端であるフランジ９
に与えられた座標系は、その３軸Ｎ，Ａ，ＯのうちＮ軸
をフランジ９の回転中心軸に一致させ、残る２軸Ａ，Ｏ
をフランジ９の端面に位置させている。そして、図４に
示すように、動作ポイントＱi から中点に位置するティ
ーチングポイントＰi を経て次の動作ポイントＱi+1に
至るまでのロボット先端の回転主軸の回転角をξとし、
動作ポイントＱi からティーチングポイントＰi に至ま
でのロボット先端の姿勢変化をロボットの基準座標上で
の回転主軸ベクトルΩi で表すと、次の数１０のように
なる。

【００４５】

【数１０】

【００４６】また、動作ポイントＱi からティーチング
ポイントＰi に至るまでのロボット先端の回転主軸の回
転角（ξ／２）は次の数１１に示す式で表される。

【００４７】

【数１１】

【００４８】そして、次の動作ポイントＱi+1 での姿勢
を求めるために、まず、回転主軸ベクトルΩをΩ＝
（λ，μ，ν）とし、回転変換行列を求めると、次の数
１２に示す式となる。ここで、λ，μ，νは回転主軸ベ
クトルをロボットの基準座標のＸ，Ｙ，Ｚの各軸上に分
散したベクトルである。

【００４９】

【数１２】

【００５０】この変換行列を用いると、動作ポイントＱ
i+1 でのロボット先端の姿勢は数１３のようになる。

【数１３】

【００５１】動作ポイントＱ0 での姿勢を定めることに
より、この数１２の式からＱ1 以下の各動作ポイントで
の姿勢を求めることができる。そこで、まず初期位置で
ある動作ポイントＱ0 での姿勢のティーチングポイント
Ｐ0 での姿勢に対する回転主軸の相対的な変位を（α、
β、γ）とすると、経路生成部１４はα、β、γを各々
微小角度θずつ変えてそのα、β、γを基に各動作ポイ
ントＱ1 〜Ｑn+1 での姿勢を演算し、各動作ポイント相
互間の回転主軸の回転角ξを求め、次の数１４の式によ
って所期位置Ｑ0 から最終位置Ｑn+1 までの回転主軸の
変化量Ｓを求める。

【数１４】

【００５２】そして、前記のα、β、γを微小角度θず
つ変えて上記のようにして求められた初期位置Ｑ0 から
最終位置Ｑn+1 までの回転主軸の変化量Ｓを比較し、最
小の変化量Ｓを呈する角度α、β、γを求め、このα、
β、γとティーチングポイントＰ0 での姿勢とからＱ0
での姿勢を求め、以下、前記数１２の式からＱ1 〜Ｑn+
1 の姿勢を算出する。

【００５３】次に、経路生成部１４は、動作開始位置と
してのティーチングポイントＰ0 と動作終了位置として
のティーチングポイントＰn を除いた他のティーチング
ポイントＰ1 〜Ｐn-1 の任意の２点のティーチング順を
入れ替え（ステップＳＴ５：入れ替え手段）、この入れ
替え後のティーチング順で上述したと同様にして経路長
および姿勢変化量を最小とする動作ポイントＱ0 〜Ｑn+
1 および姿勢を設定する（ステップＳＴ２〜ステップＳ
４）。

【００５４】そして、２ポイントのティーチング順の入
れ替えをティーチングポイントＰ1〜Ｐn-1 について終
了したところで（ステップＳＴ６で「ＹＥＳ」）、各回
の動作経路生成動作で求めた動作経路のうち、直線動作
経路長が最短となるティーチングポイント順での動作ポ
イントＱ0 〜Ｑn+1 および姿勢を、最終的に制御する動
作経路および姿勢として選択し、その動作ポイントＱ0
〜Ｑn+1 および姿勢を動作ポイント記憶部１５に格納す
る。

【００５５】このように、ティーチングポイントＰ0 〜
Ｐn のティーチング順がどのようなものであっても、経
路長が最短となるような順序でティーチングポイントＰ
0 からティーチングポイントＰn までを移動するので、
オペレータとしては、ティーチング順にこだわることな
く、単にロボット先端を通過させたい位置としてティー
チングポイントを設定して行けばよいから、ティーチン
グ作業を簡便に行うことができるようになる。

【００５６】この後、制御装置２をプレイバックモード
に設定すると、主制御部１１は、動作プログラム記憶部
１２に記録された動作プログラムに基づいて、ロボット
１を制御する。そして、ロボット先端がティーチングポ
イントＰ0 〜Ｐn を通るように定められた連続動作を実
行する場合、主制御部１１は、次のようにして各関節を
制御する。

【００５７】まず、主制御部１１は、動作ポイント記憶
部１５から各動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 と姿勢を読み出
し、そして、ロボット先端が動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1
間で直線移動するように速度パターンを作成する。この
動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 間の速度パターンとしては三
角パターン或いは台形パターンが採用される。三角パタ
ーンは加速域、減速域からなる。台形速度パターンは、
図４（ａ）に示すように、加速域、等速域、減速域から
なる。そして、動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 間の距離、予
め定められた加減速度に基づき、加速時間Ｔ1 、等速運
動の速度Ｖおよびその時間Ｔ2 、減速時間Ｔ3 などが決
定される。このとき、動作ポイントＱ0〜Ｑn+1 の相互
間毎に設定される各速度パターンは、減速域で次の速度
パターンの加速域と重なるようにして決定され、これに
よりロボット先端の動作時間の短縮化を図るようにして
いる。

【００５８】速度パターンを決定すると、主制御部１１
は、その速度パターンに基づいて所定時間Δｔが経過す
る毎に次の所定時間経過時点（サンプリング時点）での
ロボット先端の位置を演算する。そして、主制御部１１
は、ロボット先端の位置に基づき各関節の位置を演算
し、それらの位置指令値を駆動部１６に出力する。

【００５９】すなわち、図４（ａ）の速度パターンとな
るような角度（位置）パターンは図４（ｂ）に示すよう
になる。この角度パターンにおいて、ｔn 時点での関節
の角度をθn 、このｔn 時点からΔｔ時間後のｔ(n+1)
時点での角度をθ(n+1) とすると、Δｔ時間での角度の
変化がｔ(n+1) 時点での関節の角速度Ｖ(n+1) となる。
そして、ｔn 時点からΔｔ時間後の関節の角度θ(n+1)
は、ｔn 時点の角度θn に、速度パターンから得られる
ｔ(n+1) 時点の角速度Ｖ(n+1) にΔｔを乗じた値を加算
することによって求めることができる。

【００６０】従って、速度パターンに基づいて、動作開
始時点から所定のサンプリング時間（Δｔ）経過毎に、
その経過時点を現在として次のサンプリング時点（Δｔ
経過後に相当する時点）の速度を算出し、これにサンプ
リング時間を乗じた値を順次加算してゆけば、動作開始
時点から動作終了時点までの間、サンプリング時間経過
毎の角度を順次求めることができる。

【００６１】このようにして主制御部１１はサンプリン
グ時間毎にロボット先端の位置から各関節の位置を求
め、これを位置指令値として駆動部１６に出力する。そ
して、駆動部１６は、各関節の位置指令値と位置検出部
１７から与えられる各関節の現在位置とを比較して現在
位置が指令位置に一致するように各関節のサーボモータ
１０を制御する。これにより、ロボット先端が動作ポイ
ントＱ0 〜Ｑn+1 間をほぼ直線移動するように各関節の
動作が制御される。

【００６２】ところで、前述したように動作ポイントＱ
0 〜Ｑn+1 相互間の各速度パターンは、減速域で次の速
度パターンの加速域とラップするようにして決定されて
いる。このため、初期位置である動作ポイントＱ0 の次
の動作ポイントＱ1 から最終位置である動作ポイントＱ
n+1 の前の動作ポイントＱn までの各動作ポイントＱ1
〜Ｑn については、図２に実線で示すように、ロボット
先端が通過しないようになる。

【００６３】しかしながら、ティーチングポイントＰ0
〜Ｐn は、隣り合う２つの動作ポイントを結ぶ直線の中
点に存在してロボット先端の等速域内にあり、または、
ロボット先端が加速から減速に転ずる位置にあり、異な
る２つの速度パターンの減速域と加速域とがラップする
範囲から外れている。このため、ロボット先端は、ティ
ーチングポイントＰ0 〜Ｐn が存在する位置では２つの
動作ポイントを結ぶ直線上を移動するように制御される
こととなる。

【００６４】従って、ロボット先端は、撮影位置として
ティーチングされたポイントＰ0 〜Ｐn 上を通過し、こ
の通過時には、同じく撮影姿勢としてティーチングされ
た姿勢を取るようになり、検査対象物を正常に撮影する
ことができる。

【００６５】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。動作ポイントＱ0 〜Ｑn+1 はティー
チングポイントＰ0 〜Ｐn 間を結ぶ直線の中点に限られ
ず、要は、ロボット先端が等速度で移動する範囲内に存
在していれば良いものである。本発明を適用するロボッ
トとしては、垂直多関節型ロボットに限られない。最小
変位量となる動作ポイントＱ0 での姿勢は、α、β、γ
を自動的に微少量ずつ変えて演算するプログラム、或い
は、姿勢変化量が小さくなる側へとα、β、γを変化さ
せながら姿勢変化量を最小とするα、β、γを求めるプ
ログラムによって演算するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャート

【図２】ティーチングポイント、動作ポイントとロボッ
ト先端の移動軌跡を示す図

【図３】ロボット先端の姿勢を示す図

【図４】速度パターンとその速度パターンでの動作角度
を示す図

【図５】制御装置の電気的構成を示す機能ブロック図

【図６】ロボット装置の全体を示す斜視図

【図７】従来の問題点を説明するためのロボット先端の
速度パターンと移動軌跡を示す図

【符号の説明】

図中、１はロボット、２は制御装置、３はティーチング
ペンダント（ティーチング手段）、９はフランジ（ロボ
ット先端）、１０は主制御部（制御手段）、１２は動作
プログラム記憶部、１３はティーチングポイント記憶
部、１４は経路作成部（動作ポイント生成手段、経路生
成手段、姿勢設定手段）である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 AA03 BA03 BA08 DA03 DB05 FB05 5H269 AB21 AB33 BB03 CC07 DD05 JJ02 JJ09 QC10 SA03 SA08 SA11 5H303 AA10 BB03 BB09 BB15 CC01 DD01 EE03 EE07 FF09 HH04 HH07 KK14 KK20 LL03 MM05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット先端を通過させようとする点を
   ティーチングポイントとして教示すると共に当該ティー
   チングポイントにおける前記ロボット先端の姿勢を教示
   し、 前記ティーチングポイントの各々について、ティーチン
   グポイントを挟む２点であって、当該２点を動作ポイン
   トに定めて前記ロボット先端の動作経路を作成した時、
   その経路を辿って動作する前記ロボット先端が前記ティ
   ーチングポイントを通過するような２点を動作ポイント
   の候補点として定め、 前記動作ポイントの候補点間を結んでできる直線の長さ
   を最短とする位置にある候補点を動作ポイントとして選
   択して前記ロボット先端の経路を作成することを特徴と
   するロボットの経路作成方法。
2. 【請求項２】 前記動作ポイントの候補点間を結んでで
   きる直線の長さを最短とする位置にある候補点を動作ポ
   イントとして選択した後、その各動作ポイントでの前記
   ロボット先端の姿勢を、前記ティーチングポイントにお
   ける教示姿勢に基づいて最小の姿勢変化量となるように
   設定することを特徴とする請求項１記載のロボットの経
   路作成方法。
3. 【請求項３】 前記各ティーチングポイントについて、
   動作ポイントの候補点として定められる２点は、ティー
   チングポイントを中間に挟む直線上の２点であって当該
   ２点間を前記ロボット先端が直線的に移動するとき等速
   度で移動する範囲内に前記ティーチングポイントが存在
   するような２点、または、ティーチングポイントを中間
   に挟む直線上の２点であって当該２点間を前記ロボット
   先端が直線的に移動するとき加速から減速に転ずる位置
   にティーチングポイントが存在するような２点であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のロボットの経路
   作成方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のロ
   ボットの経路作成方法によって作成された経路を前記ロ
   ボット先端が通るように該ロボット先端の動作を制御す
   ることを特徴とするロボットの制御方法。
5. 【請求項５】 ロボット先端を通過させようとする点を
   ティーチングポイントとして教示すると共に当該ティー
   チングポイントにおける前記ロボット先端の姿勢を教示
   するティーチング手段と、 前記ティーチングポイントの各々について、ティーチン
   グポイントを挟む２点であって、当該２点を動作ポイン
   トに定めて前記ロボット先端の動作経路を作成した時、
   その経路を辿って動作する前記ロボット先端が前記ティ
   ーチングポイントを通過するような２点を動作ポイント
   の候補点として定める動作ポイント生成手段と、 前記動作ポイントの候補点間を結んでできる直線の長さ
   を最短とする位置にある候補点を動作ポイントとして選
   択して前記ロボット先端の経路を作成する経路生成手段
   とを具備してなるロボットの経路作成装置。
6. 【請求項６】 前記経路生成手段により選択された前記
   各動作ポイントでの前記ロボット先端の姿勢を、前記テ
   ィーチングポイントにおける教示姿勢に基づいて最小の
   姿勢変化量となるように設定する姿勢設定手段を備えて
   いることを特徴とする請求項５記載のロボットの経路作
   成装置。
7. 【請求項７】 前記動作ポイント生成手段は、前記ティ
   ーチングポイントの各々について前記動作ポイントの候
   補点として定める２点を、ティーチングポイントを中間
   に挟む直線上の２点であって当該２点間を前記ロボット
   先端が直線的に移動するとき等速度で移動する範囲内に
   前記ティーチングポイントが存在するような２点、また
   は、ティーチングポイントを中間に挟む直線上の２点で
   あって当該２点間を前記ロボット先端が直線的に移動す
   るとき加速から減速に転ずる位置にティーチングポイン
   トが存在するような２点に定めることを特徴とする請求
   項５または７記載のロボットの経路作成装置。
8. 【請求項８】 前記動作ポイント生成手段は、ティーチ
   ング手段によって教示された前記ティーチングポイント
   について、前記ロボット先端が通過する順を変更して各
   通過順毎に動作ポイントの候補点を定め、 前記経路生成手段は、前記各通過順について前記動作ポ
   イントの候補点間を結んでできる直線の長さを最短とす
   る位置にある候補点を動作ポイントとして選択して前記
   各通過順毎の経路を作成すると共に、その各通過順毎の
   経路のうち最短の経路を前記ロボット先端の経路として
   定めることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに
   記載のロボットの経路作成装置。
9. 【請求項９】 請求項５ないし８のいずれかに記載のロ
   ボットの経路作成装置を備えると共に、 当該作成装置によって作成された経路を前記ロボット先
   端が通るように該ロボット先端の動作を制御する制御手
   段とを備えてなるロボットの制御装置。