JP2001100828A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直線補間動作や円弧補間動作を行うときの速
度オーバーを回避し、滑らかな補間動作を実現する。 【解決手段】 教示データをもとに関節指令速度を計算
する関節速度演算部５１と、前記関節指令速度を関節最
大速度で除した速度超過度を計算する関節速度超過度演
算部５２と、前記各関節の速度超過度を要素とするベク
トルのノルムを計算するノルム演算部５３と、前記ノル
ムを入力とし、入出力関係を表す関数が連続微分可能
で、かつ、前記入力が１以下のときは１以下の値、１よ
り大きいときは前記入力の逆数以下の値となる補正係数
を出力する補正係数演算部５４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロボット制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、産業用ロボットの先端を直線
に沿って移動させる直線補間動作や円弧に沿って移動さ
せる円弧補間動作を行うときの従来のロボット制御装置
の構成を示すブロック図である。図において、１は補間
指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを記憶
する教示データ記憶部、２は前記教示データ記憶部１に
記憶された教示データを用いて直交座標系におけるロボ
ットの動作指令を生成する補間演算部、３は前記補間演
算部２で生成された動作指令を各関節の位置指令に変換
する逆変換部、４は得られた関節位置指令をサーボ駆動
系に出力する関節位置指令出力部、５はロボットの各関
節を与えられた関節位置指令に追従して動作するように
サーボ制御するサーボ駆動系である。

【０００３】次に、図１２に示した従来のロボット制御
装置における作用と問題点を具体的に示すためにシミュ
レーション例について説明する。図１３は、このシミュ
レーションに用いた２自由度のロボットであり、１０１
は第一関節、１０２は第二関節である。このロボットの
二つの関節の最大速度は共に３ｒａｄ／ｓであるとす
る。このロボットを図１４のＡ点からＢ点まで、１５０
０ｍｍ／ｓの速度で直線補間動作させたときのシミュレ
ーション結果を図１５に示す。図１５（ａ）は各関節の
関節角度、同図（ｂ）は関節角速度、同図（ｃ）は関節
角加速度を示しており、実線は第一関節、破線は第二関
節の動きである。また、図１５（ｄ）はロボットの先端
速度、同図（ｅ）は先端加速度である。

【０００４】このとき、図１２の教示データ記憶部１に
は、点Ａから点Ｂまで１５００ｍｍ／ｓの動作指令速度
で直線補間で移動するという内容の情報が記憶されてお
り、補間演算部２では、教示データ記憶部１に記憶され
ている前記情報にもとづいてサンプリング周期毎のロボ
ット先端の動作指令が計算される。図１５（ｄ）は補間
演算部２で計算された動作指令によるロボットの先端速
度を示したものであり、点Ａでの停止状態（速度＝０ｍ
ｍ／ｓ）から１５００ｍｍ／ｓまで加速し、しばらく１
５００ｍｍ／ｓの一定速度で移動した後、速度０ｍｍ／
ｓまで減速して点Ｂで停止する様子を示している。補間
演算部２で計算された動作指令は逆変換部３で各関節の
位置指令に変換される。図１５（ａ）は逆変換部３で求
められた関節位置指令である。関節位置指令出力部４で
は、この関節位置指令をサーボ駆動系５に出力し、サー
ボ駆動系５は関節位置指令に追従するようにロボットの
各関節の位置を制御する。

【０００５】図１５（ｂ）は、同図（ａ）に示した関節
位置指令を時間で微分したものであり、関節の指令速度
を示す。前記のように、このロボットの関節の最大速度
は３ｒａｄ／ｓであるが、図１５（ｂ）に示した関節速
度では第一関節１０１、第二関節１０２ともにこの最大
値を超えている部分があるため、このような動作は実現
不可能となり、ロボットは関節速度オーバーで異常停止
することになってしまう。

【０００６】このような関節速度が最大速度を超えて動
作不可能となる状況を回避する方法の一つがたとえば特
開平６−３２４７３０号公報に開示されている。図１６
は、特開平６−３２４７３０号公報に開示されている技
術についての制御ブロック図であり、図１２と同一また
は相当部分には同じ番号を付して示している。図におい
て、２１はサーボ駆動系５に出力された関節位置指令の
指令速度を記憶する関節速度記憶部、２２は関節速度記
憶部２１に記憶されている関節速度から次のサンプリン
グ周期での関節指令速度を推測し、これが関節の最大速
度を超えるかどうかを推測する速度オーバー推測部、２
３は最大速度を超えると推測される場合にロボット先端
の動作指令速度を補正する補正係数を計算する補正係数
演算部であり、各関節の最大速度は関節最大速度記憶部
１１に記憶されている。補正係数演算部２３では、次の
サンプル周期での関節速度の推測値が最大速度を超える
場合、最大速度を速度推測値で除した値を速度補正係数
として出力する。そして、補間演算部２では、補正係数
演算部２３で計算された前記速度補正係数にもとづいて
ロボット先端の動作指令速度を遅くすることにより、関
節速度がその最大速度を超えないような動作指令を生成
し、ロボットを動作させる。

【０００７】特開平６−３２４７３０号公報に開示され
ている方式では、関節速度が最大速度を超えないように
補正係数を求めているので、図１２に示した従来技術の
ように関節速度オーバーでロボットが異常停止すること
はなくなる。しかし、この方式では、関節の指令加速度
の連続性やロボット先端の動作指令の加速度の連続性に
ついては何ら触れられていない。すなわち、指令値にお
ける関節加速度や先端加速度が連続になることが必ずし
も保証されているわけではないのである。これらの加速
度が不連続に変動すると機械振動が発生しやすくなり好
ましくない。

【０００８】たとえば、図１７は、図１５と同じ条件の
シミュレーションを行なった場合の結果である。ただ
し、このシミュレーションでは、補正係数を以下のよう
にして求めている。すなわち、次のサンプリング周期に
おける第ｉ関節の関節指令速度をωｉとし、第ｉ関節の
関節最大速度をωｉｍａｘとする。次に、第ｉ関節の関
節指令速度ωｉの絶対値がその関節最大速度ωｉｍａｘ
を超えていないときは第ｉ関節の速度比率κｉを１と
し、超えているときは関節最大速度ωｉｍａｘを関節指
令速度ωｉの絶対値で除した値を第ｉ関節の速度比率κ
ｉとする。すなわち、 κｉ＝１（｜ωｉ｜≦ωｉｍａｘのとき） （１） κｉ＝ωｉｍａｘ／｜ωｉ｜（｜ωｉ｜＞ωｉｍａｘのとき） （２） である。そして、各関節の速度比率κｉの最小値を補正
係数κとした。すなわち、 κ＝ｍｉｎ｛κｉ｜１≦ｉ≦Ｎ｝ （３） とした。ただし、Ｎはロボットの関節の数である。

【０００９】図１７（ａ）は関節角速度、同図（ｂ）は
関節角加速度であり、実線は第１関節、破線は第２関節
の動きである。また、図１７（ｃ）は先端速度、同図
（ｄ）は先端加速度、同図（ｅ）は前記のようにして求
めた補正係数である。図１５（ｂ）において関節指令速
度がその関節最大速度を超えている部分では図１７
（ｅ）に示す補正係数が１より小さい値を取っており動
作指令速度が補正されている。図１７（ｃ）はこの補正
係数を用いて補正された先端速度であり、図１７（ａ）
はこのときの関節指令速度である。このように動作指令
速度を補正することにより、関節指令速度は第一関節１
０１、第二関節１０２ともに最大速度である３ｒａｄ／
ｓ以下に抑えられており、速度オーバーとはならないこ
とが判る。しかし、図１７（ｂ）の関節加速度や図１７
（ｄ）の先端加速度を見ると所々で不連続となってお
り、なめらかな動作が得られていないことが判る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボット制御装
置は上記のように構成されていたので、図１２に示した
従来技術では、ロボットを直線補間や円弧補間で動作さ
せようとすると関節速度がその関節最大速度を超えるこ
とがあり、速度オーバーで異常停止するという課題があ
った。

【００１１】また、特開平６−３２４７３０号公報に開
示された従来のロボット制御方式では、速度オーバーに
よる異常停止を回避することは出来るが、関節加速度や
先端加速度が連続となる保証がないため、機械振動が発
生することがあるという課題があった。

【００１２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、直線補間動作や円弧補間動
作を行うときの速度オーバーを回避し、かつ、機械振動
を発生することのない滑らかな補間動作を実現するロボ
ット制御装置を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るロボット
制御装置は、補間指令、動作指令速度、教示位置などの
教示データを記憶する教示データ記憶部と、ロボットの
各関節の関節最大速度を記憶する関節最大速度記憶部
と、前記教示データにもとづいて関節指令速度を計算す
る関節速度演算部と、該関節速度演算部で計算された関
節指令速度を前記関節最大速度で除した速度超過度を計
算する関節速度超過度演算部と、前記各関節の速度超過
度を要素とするベクトルのノルムを計算するノルム演算
部と、該ノルム演算部で計算したノルムを入力とし、入
出力関係を表す関数が連続微分可能で、かつ、前記入力
が１以下のときは１以下の値、前記入力が１より大きい
ときは前記入力の逆数以下の値となる補正係数を出力す
る補正係数演算部と、前記教示データ記憶部に記憶され
た教示データと前記補正係数を乗じて補正した動作指令
速度とを用いてロボットの動作指令を生成する補間演算
部とを備えるようにしたものである。

【００１４】この発明に係るロボット制御装置は、ロボ
ットの先端指令速度の最大値を記憶する先端最大速度記
憶部と、教示データにもとづいて関節指令速度を計算す
る関節速度演算部と、前記教示データにもとづいて先端
指令速度を計算する先端速度演算部と、前記関節速度演
算部で計算された関節指令速度を前記関節最大速度で除
して速度超過度を計算する関節速度超過度演算部と、ロ
ボットの特異点からの距離を計算する特異点距離演算部
と、前記先端速度演算部が計算した先端指令速度を、該
特異点からの距離と前記ロボットの先端速度の最大値の
積で除して先端指令速度の超過度を計算する先端速度超
過度演算部と、前記各関節の速度超過度と前記先端指令
速度の超過度とを要素とするベクトルのノルムを計算す
るノルム演算部とを備えるようにしたものである。

【００１５】この発明に係るロボット制御装置は、関節
角度に関して滑らかであり、かつ、特異点では関数値と
して零を取り、前記特異点以外では零以外の値を取る関
数で特異点からの距離を特異点距離演算部が計算するよ
うにしたものである。

【００１６】この発明に係るロボット制御装置は、制御
対象とするロボットの可操作度を特異点からの距離と見
なし、前記可操作度を計算して前記特異点からの距離を
特異点距離演算部が出力するようにしたものである。

【００１７】この発明に係るロボット制御装置は、補間
指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを記憶
する教示データ記憶部と、ロボットの各関節の関節最大
速度を記憶する関節最大速度記憶部と、前記教示データ
にもとづいて、現在の時刻より一定時間先の時刻に対応
した前記各関節ごとの関節指令速度を計算する関節速度
演算部と、該関節速度演算部で計算された関節指令速度
が前記関節最大速度を超える関節についてはその最大速
度を前記関節指令速度で除した値を速度比率とし、超え
ない場合は１とする速度比率を前記各関節ごとに求める
速度比率演算部と、該速度比率演算部が各関節ごとに求
めた速度比率の中からその最小値を求める速度比率最小
値演算部と、該速度比率最小値演算部で求めた最小値
を、前記現在の時刻より前記先の時刻までの前記一定時
間と一致する遅延量を有したローパスフィルタに通して
補正係数を計算する補正係数演算部と、前記教示データ
記憶部に記憶された教示データと前記補正係数を乗じて
補正した動作指令速度とを用いてロボットの動作指令を
生成する補間演算部とを備えるようにしたものである。

【００１８】この発明に係るロボット制御装置は、補間
指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを記憶
する教示データ記憶部と、ロボットの各関節の関節最大
速度を記憶する最大速度記憶部と、前記教示データにも
とづいて、現在の時刻より一定時間先の時刻に対応した
前記各関節ごとの関節指令速度を計算する関節速度演算
部と、該関節指令速度が前記関節最大速度を超える関節
についてはその最大速度を前記関節指令速度で除した値
を速度比率とし、超えない場合は１とする速度比率を求
める速度比率演算部と、該速度比率演算部が前記各関節
ごとに求めた速度比率の中からその最小値を求める速度
比率最小値演算部と、現在の時刻から前記一定時間経過
するまでの各演算周期ごとに、前記関節速度演算部、前
記速度比率演算部、前記速度比率最小値演算部の処理に
より求めた前記速度比率の最小値を記憶する速度比率最
小値記憶部と、該速度比率最小値記憶部に記憶された各
演算周期ごとの前記速度比率の最小値の中から最小の値
を求めて出力する最小値検出部と、該最小値検出部の出
力を、前記現在の時刻より前記先の時刻までの前記一定
時間の半分とほぼ一致する遅延量を有したローパスフィ
ルタに通して補正係数を計算する補正係数演算部と、前
記教示データ記憶部に記憶された教示データと前記補正
係数を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボット
の動作指令を生成する補間演算部とを備えるようにした
ものである。

【００１９】この発明に係るロボット制御装置は、補正
係数演算部のローパスフィルタを移動平均フィルタと
し、現在の時刻からの一定時間を前記移動平均フィルタ
の窓長に一致するようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態１．図１は、この実施の形態１のロボット制
御装置の構成を示すブロック図であり、図において、１
は補間指令、動作指令速度、教示位置などの教示データ
を記憶する教示データ記憶部、２は前記教示データ記憶
部１に記憶された教示データを用いて直交座標系におけ
るロボットの動作指令を生成する補間演算部、３は前記
補間演算部２で生成された動作指令を各関節の位置指令
に変換する逆変換部、４は得られた関節位置指令をサー
ボ駆動系に出力する関節位置指令出力部、５はロボット
の各関節が与えられた関節位置指令に追従して動作する
ように前記各関節をサーボ制御するサーボ駆動系であ
る。

【００２１】１１はロボットの各関節の関節最大速度を
記憶した関節最大速度記憶部、５１は教示データ記憶部
１に記憶された教示データにもとづいて関節指令速度を
計算する関節速度演算部、５２は関節速度演算部５１で
計算された関節指令速度を関節最大速度記憶部１１に記
憶された関節最大速度で除した速度超過度を各関節につ
いて計算する関節速度超過度演算部、５３は該各関節の
速度超過度を要素とするベクトルのノルムを計算するノ
ルム演算部、５４は該ノルムを入力とし補正係数を出力
する補正係数演算部であり、補間演算部２では前記教示
データ記憶部１に記憶された教示データと前記補正係数
を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボットの動
作指令を生成する。

【００２２】次に動作について説明する。関節速度演算
部５１では計算された第ｉ関節の関節指令速度をωｉ、
関節最大速度記憶部１１に記憶された第ｉ関節の関節最
大速度をωｉｍａｘとすると、関節速度超過度演算部５
２では第ｉ関節の速度超過度ξｉが ξｉ＝｜ωｉ｜／ωｉｍａｘ （４） で計算される。ノルム演算部５３では、このξｉを要素
とするベクトルξ＝［ξ１ ξ２ ・・・ξＮ］のノル
ムξｎｏｒｍを ξｎｏｒｍ＝ｐｏｗ（ｐｏｗ（ξ１，Ｋ）＋ ・・・・・・＋ｐｏｗ（ξＮ，Ｋ），１／Ｋ） （５） を用いて計算する。ただし、Ｎはロボットの関節の数で
あり、ｐｏｗ（ｘ，ｙ）はｘのｙ乗を求める関数、Ｋは
１以上の実数である。

【００２３】さらに、補正係数演算部５４は、ノルム演
算部５３の出力であるノルムξｎｏｒｍを入力し、補正
係数を出力する。補正係数演算部５４の入出力関係は、
たとえば、図２に実線で示すような関数を用いる。図２
の破線は、入力であるξｎｏｒｍが１以下のときは１を
出力し、ξｎｏｒｍが１より大きいときはその逆数を出
力する関数を示す。すなわち、破線の関数をｆｏ（ξｎ
ｏｒｍ）とすると、 ｆｏ（ξｎｏｒｍ）＝１（ξｎｏｒｍ≦１のとき） （６） ｆｏ（ξｎｏｒｍ）＝１／ξｎｏｒｍ（ξｎｏｒｍ＞１のとき） （７） である。

【００２４】補正係数演算部５４の入出力関係を表すこ
の実線の関数は、破線以下の値を取り、かつ、ξｎｏｒ
ｍに関して滑らか(連続微分可能)となるように選ぶ。補
間演算部２では、教示データ記憶部１に記憶された教示
データと補正係数演算部５４の出力である前記補正係数
を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボットの動
作指令を生成する。

【００２５】このような補正により、関節速度がその最
大速度を超えないことは以下のようにして示すことが出
来る。関節速度演算部５１で計算される関節指令速度ω
ｉは動作指令速度を補正しない場合の各関節の速度であ
り、関節速度超過度演算部５２で計算される関節速度超
過度ξｉは関節指令速度ωｉがその関節最大速度ωｉｍ
ａｘの何倍になっているかを示す値である。したがっ
て、補正係数演算部５４で計算される補正係数をκｆと
すると、関節速度がその最大速度を超えないようにする
には、すべての関節について κｆ≦１／ξｉ （８） が成り立つ必要がある。ところが、κｆは式（６）、式
（７）のｆｏ以下であるから、 κｆ≦ｆｏ （９） である。また、ｆｏは式（６）、式（７）より、 ｆｏ ≦１／ξｎｏｒｍ （１０） が成り立つ。さらに、式（５）より ξｎｏｒｍ≧ξｉ （１１） である。したがって、式（９）、式（１０）、式（１
１）より、式（８）が成り立ち、関節速度がその最大速
度を超えないことを保証することが出来る。

【００２６】さらに、関節速度演算部５１で計算される
関節指令速度が時間に対して滑らかであると仮定する
と、それから計算されるξｎｏｒｍも滑らかとなる。さ
らに、補正係数演算部５４の入出力関係も滑らかである
から、その出力である補正係数も滑らかとなり、関節加
速度や先端加速度が不連続に変動することを回避するこ
とが期待できる。

【００２７】図３は、以上の構成を用いた場合のシミュ
レーション結果である。図３（ａ）は関節角速度、同図
（ｂ）は関節角加速度であり、実線は第一関節１０１、
破線は第二関節１０２の動きである。また、図３（ｃ）
は先端速度、同図（ｄ）は先端加速度、同図（ｅ）は補
正係数である。図３（ａ）に示すように、各関節の関節
速度はその関節最大速度である３ｒａｄ／ｓ以下となっ
ており、速度オーバーを発生しない補間動作が実現され
ている。さらに、補正係数演算部５４で生成された補正
係数は図３（ｅ）に示すように滑らかに変動している。
これに対応して、図３（ｂ）に示す関節加速度も、図３
（ｄ）に示す先端加速度も連続的に変動しており、図１
７のような不連続性はなくなっている。

【００２８】なお、この実施の形態１では、関節速度演
算部５１において、教示データ記憶部１に記憶された教
示データを用いて関節指令速度を求める構成としたが、
図１６に示した従来技術と同様に過去の関節位置指令を
用いて計算することも可能であるし、また、前回のサン
プリング周期における関節指令速度を用いて計算しても
よい。

【００２９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、各関節の関節指令速度をその関節最大速度で除して
速度超過度を求め、各関節の速度超過度を要素とするベ
クトルのノルムを計算し、該ノルムから連続微分可能な
関数を用いて補正係数を求め、これにより、滑らかな補
正係数を得て、教示データ記憶部１に記憶された教示デ
ータと前記補正係数を乗じて補正した動作指令速度とを
用いてロボットの動作指令を生成するため、直線補間動
作や円弧補間動作を行うときの速度オーバーを回避で
き、さらに、関節加速度や先端加速度に不連続性が生じ
ないようにして、機械振動を発生することのない、滑ら
かな補間動作を実現できるロボット制御装置が得られる
効果がある。

【００３０】実施の形態２．一般に関節型ロボットで
は、特異点で自由度が縮退するため、ある特定の方向に
は移動できなくなる。移動できない方向にロボットを移
動させるような指令を与えると、数学的には関節を無限
大の速度で回転させることになるが、これは実現不可能
であり速度オーバーとなる。特異点の近傍においても類
似の現象が起こる。すなわち、特異点近傍ではある特定
の方向に移動しにくくなり、その方向に移動するには関
節が高速に回転しなければならず、速度オーバーになる
可能性がある。速度オーバーを発生することなく特異点
やその近傍を通過するには、ロボットの動作指令速度を
遅くして、低速で通過させなければならない。

【００３１】この実施の形態２では、特異点からの距離
に比例した速度制限を設けて、ロボットの動作指令速度
がこれを超えないように制御することにより、特異点や
その近傍を滑らかに通過する動作指令を生成し、ロボッ
トが特異点の近くを通過するときの加速度の急激な変動
を抑制するものである。

【００３２】図４は、この実施の形態２のロボット制御
装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一または
相当部分には同じ番号を付して示している。図におい
て、１２は先端速度の最大値を記憶する先端最大速度記
憶部、６１は教示データ記憶部１に記憶された教示デー
タにもとづいて先端指令速度を計算する先端速度演算
部、６３はロボットの現在の位置と特異点との距離を計
算する特異点距離演算部、６２は先端指令速度の超過度
を計算する先端速度超過度演算部、６４は関節速度超過
度演算部５２で計算された各関節の速度超過度と先端速
度超過度演算部６２で計算された先端指令速度の超過度
とを要素とするベクトルのノルムを計算するノルム演算
部である。

【００３３】次に、各ブロックの動作について説明す
る。先端最大速度記憶部１２には、特異点近傍などの特
殊な領域以外の大部分の動作領域で実現可能な先端最大
速度が記憶されており、この値をＶｍａｘとする。特異
点距離演算部６３では、ロボットの現在位置と特異点と
の距離Ｄが Ｄ＝｜ｇ（θ）｜ （１２） で計算される。ただし、θはロボットの関節角度を表す
ベクトルであり、関数ｇ（θ）はθの関数であり、関節
角度に関して滑らかであり、特異点では零、特異点以外
では零以外の値をとる関数である。関数ｇ（θ）として
は、関節速度と先端速度を関係付けるヤコビ行列の行列
式、ロボットの可操作度などを用いることが出来るが、
それ以外の関数でもよい。

【００３４】先端速度超過度演算部６２では、先端速度
演算部６１で計算された先端指令速度Ｖ、先端最大速度
記憶部１２に記憶された先端最大速度Ｖｍａｘ、およ
び、特異点距離演算部６３で求めた距離Ｄを用いて、先
端指令速度の超過度ξｏが ξｏ＝Ｖ／（ＫｄＤＶｍａｘ） （１３） で計算される。ここで、ＫｄＤＶｍａｘは特異点近傍で
の先端速度の最大値であり、特異点からの距離に比例し
た値を取り、Ｋｄは適当な実数である。これは、特異点
からの距離に比例した速度制限を設けて、ロボットの動
作指令速度がこれを超えないように制御することによ
り、特異点への接近とともに動作指令速度を徐々に減速
させるものである。これによって、特異点近傍での急激
な速度変動を回避することが出来、特異点やその近傍を
滑らかに通過させることが可能となる。

【００３５】ノルム演算部６４では、このξｏと関節速
度超過度演算部５２で求められた各関節の速度超過度ξ
ｉを要素とするベクトルξ＝［ξｏ ξ１ ξ２・・・
ξＮ］のノルムξｎｏｒｍを ξｎｏｒｍ＝ｐｏｗ（ｐｏｗ（ξ０，Ｋ）＋ ・・・・・・＋ｐｏｗ（ξＮ，Ｋ），１／Ｋ） （１４） により計算する。ただし、Ｎはロボットの関節の数であ
り、ｐｏｗ（ｘ，ｙ）はｘのｙ乗を求める関数、Ｋは１
以上の実数である。以下、前記実施の形態１と同様に補
正係数演算部５４で補正係数を計算し、補間演算部２で
ロボットの動作指令を生成する。

【００３６】図５は、以上の構成を用いた場合のシミュ
レーション結果である。前記実施の形態１によるシミュ
レーション結果を示す図３と同様に、関節速度がその関
節最大速度以下となっており、かつ、補正係数（図５
（ｅ））、関節加速度（図５（ｂ））、先端加速度（図
５（ｄ））共に滑らかであり、滑らかな動作が実現され
ている。

【００３７】前記実施の形態１によるシミュレーション
結果を示す図３（ｄ）では、時刻０．７秒から０．８秒
にかけて先端加速度が急激に変動しているが、これはロ
ボットが特異点の近傍を通過するためである。これに対
し、この実施の形態２では、特異点からの距離により動
作指令速度を制限しているため、図５（ｄ）に示したシ
ミュレーション結果では、同時刻においてこのような先
端加速度の急激な変動は見られず、より滑らかに特異点
近傍を通過していることが判る。

【００３８】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、ロボット先端の先端指令速度を特異点からの距離と
先端指令速度の最大値の積で除して先端指令速度の超過
度を求め、関節速度超過度と前記先端指令速度の超過度
とを要素とするベクトルのノルムを計算し、該ノルムか
ら連続微分可能な関数を用いて補正係数を求め、教示デ
ータと前記補正係数を乗じて補正した動作指令速度とを
用いてロボットの動作指令を生成するため、前記実施の
形態１の効果に加えて、速度オーバーを発生することな
くロボットの動作速度を遅くして、低速で特異点やその
近傍を通過することの出来るロボット制御装置が得られ
る効果がある。

【００３９】実施の形態３．この実施の形態３のロボッ
ト制御装置は、前記従来技術で説明した式（１）〜式
（３）で求めたκをそのまま補正係数とするのではな
く、ローパスフィルタに通すことにより滑らかな補正係
数を得るものであり、さらにこのときのローパスフィル
タの遅れによる速度補正のタイミングの遅れを解消する
ものである。

【００４０】図６は、この実施の形態３のロボット制御
装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一または
相当部分には同じ番号を付して示している。図におい
て、３１は教示データ記憶部１に記憶された教示データ
にもとづいて、現在の時刻（現在のサンプリング周期、
演算周期）より一定時間先の時刻に対応した各関節ごと
の関節指令速度を計算する関節速度演算部である。３２
は前記関節速度演算部３１で計算された関節指令速度が
関節最大速度記憶部１１に記憶された関節最大速度を超
える関節については、その関節最大速度を前記関節指令
速度で除した値を速度比率とし、超えない場合は１とす
る速度比率を求める速度比率演算部、３３は前記速度比
率演算部３２が前記各関節ごとに求めた速度比率の中か
らその最小値を求める速度比率最小値演算部である。３
４は前記速度比率最小値演算部３３で求めた最小値を、
現在の時刻から前記先の時刻までの前記一定時間と一致
する遅延量を有したローパスフィルタに通して補正係数
を計算する補正係数演算部である。

【００４１】次に、動作について説明する。現在の時刻
をｔとすると、関節速度演算部３１では教示データ記憶
部１に記憶された教示データにもとづいて現在時刻より
一定時間Δｔだけ先の時刻における未来の関節指令速度
を各関節について計算する。関節速度演算部３１で計算
される第ｉ関節の関節指令速度をωｉ（ｔ＋Δｔ）とす
る。速度比率演算部３２では第ｉ関節の速度比率ηｉ
を、 ηｉ（ｔ＋Δｔ）＝１（｜ωｉ（ｔ＋Δｔ）｜≦ωｉｍａｘのとき） （１５） ηｉ（ｔ＋Δｔ）＝ωｉｍａｘ／｜ωｉ（ｔ＋Δｔ）｜ （｜ωｉ（ｔ＋Δｔ）｜＞ωｉｍａｘのとき） （１６） のように求める。

【００４２】ここで、ωｉｍａｘは関節最大速度記憶部
１１に記憶された第ｉ関節の関節最大速度である。つま
り、速度比率ηｉは関節指令速度ωｉが関節最大速度ω
ｉｍａｘを超える関節についてはその関節最大速度ωｉ
ｍａｘを関節指令速度ωｉで除した値となり、超えない
場合は１となる。

【００４３】速度比率最小値演算部３３では、各関節の
速度比率ηｉの中からその最小値ηｍｉｎを求める。す
なわち、 ηｍｉｎ（ｔ＋Δｔ）＝ｍｉｎ（ηｉ（ｔ＋Δｔ）｜１≦ｉ≦Ｎ）（１７） である。補正係数演算部３４では、このようにして求め
られたηｍｉｎ(ｔ)をローパスフィルタに通して補正係
数κを求める。ローパスフィルタとしては種々のものを
用いることが出来るが、たとえば移動平均フィルタを用
いた場合は次式（１８）により補正係数κを計算する。
ただし、Ｔはフィルタの時間長である。

【数１】

【００４４】一般に、ローパスフィルタでは入出力に時
間的な遅れが生じる。前記関節速度演算部３１で一定時
間Δｔだけ未来の関節指令速度を計算するのは、このフ
ィルタによる遅れを補正するためであり、前記Δｔをロ
ーパスフィルタの遅れと等しくなるように設定しておく
と、時間的に遅れのない補償を行うことが出来る。移動
平均フィルタの遅れはその時間長Ｔの半分であるから、
Δｔ＝Ｔ／２とする。補間演算部２では、教示データ記
憶部１に記憶された教示データと補正係数演算部３４の
出力である補正係数κを乗じて補正した動作指令速度と
を用いてロボットの動作指令を生成する。

【００４５】この実施の形態３のロボット制御装置によ
るシミュレーション結果を図７に示す。図７（ｅ）に見
られるように滑らかな補正係数が得られており、図７
（ｂ）および図７（ｄ）を見ると関節加速度、先端加速
度ともに連続となっていることが判る。また、図７
（ａ）から、関節指令速度はわずかに関節最大速度を超
えている部分がある程度であり、関節最大速度の制約を
ほぼ満足している。

【００４６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、前記従来技術で説明した式（１）、式（２）、式
（３）で求めたκをそのまま補正係数とするのではな
く、ローパスフィルタに通し、この場合、フィルタの遅
れにより速度補正のタイミングが遅れるため、一定時間
未来の関節指令速度を用いた式（１５）、式（１６）を
計算することによりフィルタの遅れを補正し、滑らかな
補正係数を得ることの出来るロボット制御装置が実現で
きる効果がある。

【００４７】実施の形態４．この実施の形態４のロボッ
ト制御装置は、教示データにもとづいて、現在の時刻
（現在のサンプリング周期、演算周期）より一定時間先
の時刻に対応したロボットの各関節ごとの関節指令速度
を計算し、該関節指令速度がその関節最大速度を超える
関節についてはその関節最大速度を前記関節指令速度で
除した値を速度比率とし、超えない場合は１とする速度
比率を求め、前記各関節ごとに求めた前記速度比率の中
からその最小値を求め、現在の時刻から前記一定時間経
過するまでの各演算周期ごとに求めた前記速度比率の最
小値を記憶し、該記憶した前記速度比率の最小値の中か
らさらに最小の値を求めて出力し、この出力を、前記現
在の時刻より前記先の時刻までの前記一定時間の半分と
ほぼ一致する遅延量を有したローパスフィルタに通して
補正係数を計算し、前記教示データと前記補正係数を乗
じて補正した動作指令速度とを用いてロボットの動作指
令を生成し、関節の関節最大速度の制約を厳密に満足す
る補間動作を実現するものである。

【００４８】図８は、この実施の形態４のロボット制御
装置の構成を示すブロック図であり、前記実施の形態３
の図６と同一または相当部分には同じ番号を付して示し
ている。図において、３１は教示データ記憶部１に記憶
された教示データにもとづいて現在時刻から一定時間Δ
ｔだけ先の時刻の未来の各関節の関節指令速度を計算す
る関節速度演算部、３２は前記関節速度演算部３１で計
算された関節指令速度が関節最大速度記憶部１１に記憶
された関節最大速度を超える関節についてはその関節最
大速度を前記関節指令速度で除した値を速度比率とし、
超えない場合は１とする速度比率を求める速度比率演算
部、３３は前記速度比率演算部３２が前記各関節ごとに
求めた速度比率の中からその最小値を求める速度比率最
小値演算部である。４１は現在時刻から前記一定時間Δ
ｔ経過するまでの各演算周期ごとに、前記関節速度演算
部３１、速度比率演算部３２、速度比率最小値演算部３
３の動作により求めた前記速度比率の最小値を記憶する
速度比率最小値記憶部である。４２は速度比率最小値記
憶部４１に記憶されたデータの中での最小の値を求めて
出力する最小値検出部、４３は該最小値検出部４２の出
力をローパスフィルタに通して補正係数を計算する補正
係数演算部である。

【００４９】速度比率最小値記憶部４１には、過去Δｔ
の間に速度比率最小値演算部３３で計算された各関節ご
との速度比率ηｉの中での最小値ηｍｉｎが記憶されて
いる。現在時刻をｔとすると、時刻ｔ−Δｔにおいて計
算されるηｍｉｎはηｍｉｎ（ｔ）であり、現在時刻ｔ
において計算されるηｍｉｎはηｍｉｎ(ｔ＋Δｔ)であ
るから、速度比率最小値記憶部４１にはηｍｉｎ（ｔ）
からηｍｉｎ（ｔ＋Δｔ）の値が記憶されている。最小
値検出部４２では、速度比率最小値記憶部４１に記憶さ
れているηｍｉｎのうちで最小の値が求められ出力され
る。最小値検出部４２の前記出力をηｌｏｗとすると、 ηｌｏｗ（ｔ）＝ｍｉｎ（ηｍｉｎ（τ）｜ｔ≦τ≦ｔ＋Δｔ） （１９） となる。補正係数演算部４３では、このようにして求め
られたηｌｏｗ（ｔ）をローパスフィルタに通して補正
係数κを求める。

【００５０】図９（ａ）は速度比率最小値演算部３３で
求められたηｍｉｎであり、図９（ｂ）の実線は最小値
検出部４２の出力であるηｌｏｗであり、図９（ｃ）の
実線は補正係数演算部４３が出力する補正係数κを示し
たものである。図９（ｂ）、図９（ｃ）の破線は比較の
ため図９（ａ）のηｍｉｎを同時に示したものである。
図９（ｂ）のηｌｏｗは図９（ａ）のηｍｉｎの極小値
の部分を平坦にしたような形になっており、これを補正
係数演算部４３でローパスフィルタに通すことにより、
図９（ｃ）のように滑らかで、かつ、すべての時刻にお
いて κ≦ηｍｉｎ （２０） となる補正係数κが求められている。

【００５１】なお、この実施の形態４においても、前記
ローパスフィルタの代わりに移動平均フィルタを用いる
ことが出来、前記一定時間Δｔを前記移動平均フィルタ
の窓長（前記実施の形態３でのフィルタの時間長Ｔ）に
一致するように設定した構成にしてもよく、この移動平
均フィルタにおける遅れはΔｔ／２であるから、図９
（ｂ）の実線で示す最小値検出部４２の出力はΔｔ／２
遅れ、図９（ｃ）の実線で示すように滑らかで、かつ、
すべての時刻において式（２０）となる補正係数κをよ
り確実に求めることが出来る。

【００５２】図１０は、この実施の形態４と比較するた
めの前記実施の形態３におけるηｍｉｎと補正係数κを
示したものである。図の破線がηｍｉｎであり、実線が
補正係数κである。前記実施の形態３では、ηｍｉｎを
補正係数演算部３４でローパスフィルタに通して補正係
数κを求めていたため、部分的に κ＞ηｍｉｎ （２１） となっており、この時刻で関節速度がその関節最大速度
をわずかではあるが超えていた。この実施の形態４で
は、速度比率最小値記憶部４１と最小値検出部４２を付
加して、現在時刻から一定時間Δｔ先までの図９（ｂ）
に示すηｌｏｗを求め、これを補正係数演算部４３でロ
ーパスフィルタまたは移動平均フィルタに通す構成にし
ており、これにより、常にκ≦ηｍｉｎとなり、関節指
令速度はその関節最大速度を超えることがなくなる。

【００５３】次に、この実施の形態４によるシミュレー
ション結果を図１１に示す。図１１（ｅ）に示すように
滑らかな補正係数が得られており、図１１（ｂ）および
図１１（ｄ）を見ると関節加速度、先端加速度ともに連
続となっていることが判る。また、図１１（ａ）を見る
と、関節指令速度もその関節最大速度以下となってい
る。

【００５４】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、一定時間未来の関節指令速度を用いて各関節ごとの
補正係数κを求め、さらに、現在時刻から前記一定時間
経過するまでの演算周期ごとに、関節速度演算部３１、
速度比率演算部３２、速度比率最小値演算部３３の動作
により求められた前記一定時間内の速度比率の最小値を
速度比率最小値記憶部４１で記憶し、該速度比率最小値
記憶部４１で記憶した速度比率の中で最小の値を最小値
検出部４２で検出し、これを補正係数演算部４３でロー
パスフィルタまたは移動平均フィルタの入力とすること
で補正係数を演算し求めるため、前記実施の形態３では
関節指令速度がその関節最大速度をわずかに超える場合
があるのに対し、関節最大速度の制約を厳密に満足する
補間動作が得られるロボット制御装置が実現できる効果
がある。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ロボ
ットの各関節の関節最大速度を記憶する関節最大速度記
憶部と、教示データにもとづいて関節指令速度を計算す
る関節速度演算部と、該関節速度演算部で計算された関
節指令速度を前記関節最大速度で除した速度超過度を計
算する関節速度超過度演算部と、前記各関節の速度超過
度を要素とするベクトルのノルムを計算するノルム演算
部と、該ノルム演算部で計算したノルムを入力とし、入
出力関係を表す関数が連続微分可能で、かつ、前記入力
が１以下のときは１以下の値、前記入力が１より大きい
ときは前記入力の逆数以下の値となる補正係数を出力す
る補正係数演算部と、前記教示データ記憶部に記憶され
た教示データと前記補正係数を乗じて補正した動作指令
速度とを用いてロボットの動作指令を生成する補間演算
部とを備えるように構成したので、直線補間動作や円弧
補間動作を行うときの速度オーバーを回避でき、関節加
速度や先端加速度が連続となり、機械振動が発生せず、
滑らかな補間動作を実現できる効果がある。

【００５６】この発明によれば、ロボットの先端指令速
度の最大値を記憶する先端最大速度記憶部と、教示デー
タにもとづいて関節指令速度を計算する関節速度演算部
と、前記教示データにもとづいて先端指令速度を計算す
る先端速度演算部と、前記関節速度演算部で計算された
関節指令速度を前記関節最大速度で除して速度超過度を
計算する関節速度超過度演算部と、ロボットの特異点か
らの距離を計算する特異点距離演算部と、前記先端速度
演算部が計算した先端指令速度を、該特異点からの距離
と前記ロボットの先端指令速度の最大値の積で除して先
端指令速度の超過度を計算する先端速度超過度演算部
と、前記各関節の速度超過度と前記先端指令速度の超過
度とを要素とするベクトルのノルムを計算するノルム演
算部とを備えるように構成したので、直線補間動作や円
弧補間動作を行うときの速度オーバーを回避でき、関節
加速度や先端加速度が連続となり、機械振動が発生せ
ず、滑らかな補間動作を実現できるだけでなく、特異点
やその近傍を滑らかに通過する動作指令を生成できる効
果がある。

【００５７】この発明によれば、関節角度に関して滑ら
かであり、かつ、特異点では関数値として零を取り、前
記特異点以外では零以外の値を取る関数で特異点からの
距離を計算するように構成したので、特異点近傍での急
激な速度変動を回避でき、特異点やその近傍での通過を
滑らかに出来る補間動作を実現できる効果がある。

【００５８】この発明によれば、制御対象とするロボッ
トの可操作度を特異点からの距離と見なし、前記可操作
度を計算して前記特異点からの距離を出力するように構
成したので、特異点近傍での急激な速度変動を回避で
き、特異点やその近傍での通過を滑らかに出来る補間動
作を実現できる効果がある。

【００５９】この発明によれば、ロボットの各関節の関
節最大速度を記憶する関節最大速度記憶部と、教示デー
タにもとづいて、現在の時刻より一定時間先の時刻に対
応した前記各関節ごとの関節指令速度を計算する関節速
度演算部と、該関節速度演算部で計算された関節指令速
度が前記関節最大速度を超える関節についてはその最大
速度を前記関節指令速度で除した値を速度比率とし、超
えない場合は１とする速度比率を前記各関節ごとに求め
る速度比率演算部と、該速度比率演算部が求めた前記各
関節ごとの速度比率の中からその最小値を求める速度比
率最小値演算部と、該速度比率最小値演算部で求めた最
小値を、前記現在の時刻より前記先の時刻までの前記一
定時間と一致する遅延量を有したローパスフィルタに通
して補正係数を計算する補正係数演算部と、前記教示デ
ータ記憶部に記憶された教示データと前記補正係数を乗
じて補正した動作指令速度とを用いてロボットの動作指
令を生成する補間演算部とを備えるように構成したの
で、直線補間動作や円弧補間動作を行うときの速度オー
バーを回避でき、関節加速度や先端加速度が連続とな
り、機械振動が発生せず、滑らかな補間動作を実現でき
る効果がある。

【００６０】この発明によれば、現在の時刻から一定時
間経過するまでの各演算周期ごとに、関節速度演算部、
速度比率演算部、速度比率最小値演算部の処理により求
めた速度比率の最小値を記憶する速度比率最小値記憶部
と、該速度比率最小値記憶部に記憶された各演算周期ご
との前記速度比率の最小値の中から最小の値を求めて出
力する最小値検出部と、該最小値検出部の出力を、前記
速度比率の最小値が求められた前記一定時間の半分とほ
ぼ一致する遅延量を有したローパスフィルタに通して補
正係数を計算する補正係数演算部とを備えるように構成
したので、関節の最大速度の制約を厳密に満足でき、速
度オーバーを発生することがなく、かつ、振動の発生す
ることのない滑らかな補間動作が実現できる効果があ
る。

【００６１】この発明によれば、補正係数演算部のロー
パスフィルタを移動平均フィルタとし、現在の時刻から
の一定時間を前記移動平均フィルタの窓長に一致するよ
うに構成したので、関節の最大速度の制約をより厳密に
満足でき、速度オーバーを発生することがなく、かつ、
振動の発生することのない滑らかな補間動作が実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のロボット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１のロボット制御装置
における補正係数演算部の入出力関係を規定する関数を
グラフで示した説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１のロボット制御装置
に対するシミュレーション結果である関節角速度などの
特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態２のロボット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態２のロボット制御装置
に対するシミュレーション結果である関節角速度などの
特性図である。

【図６】 この発明の実施の形態３のロボット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態３のロボット制御装置
に対するシミュレーション結果である関節角速度などの
特性図である。

【図８】 この発明の実施の形態４のロボット制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態４のロボット制御装置
の速度比率最小値演算部で求められたηｍｉｎ、最小値
検出部の出力であるηｌｏｗ、補正係数演算部が出力す
る補正係数κなどの計算例を示す説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４のロボット制御装
置と比較するための実施の形態３のロボット制御装置に
おける各関節の速度比率の最小値ηｍｉｎ、補正係数κ
の計算例を示す説明図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４のロボット制御装
置に対するシミュレーション結果である関節角速度など
の特性図である。

【図１２】 従来のロボット制御装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図１３】 従来のロボット制御装置のシミュレーショ
ンに用いたロボットの自由度構成図である。

【図１４】 従来のロボット制御装置のシミュレーショ
ンに用いたロボットの動作を示す説明図である。

【図１５】 従来のロボット制御装置の補間方式を用い
た場合のシミュレーション結果である関節角速度などの
特性図である。

【図１６】 従来のロボット制御装置として特開平６−
３２４７３０号公報に開示されている技術についての制
御ブロック図である。

【図１７】 従来のロボット制御装置として特開平６−
３２４７３０号公報に開示されている技術のシミュレー
ション結果である関節角速度などの特性図である。

【符号の説明】

１ 教示データ記憶部、２ 補間演算部、１１ 関節最
大速度記憶部、１２先端最大速度記憶部、３１ 関節速
度演算部、３２ 速度比率演算部、３３ 速度比率最小
値演算部、３４ 補正係数演算部、４１ 速度比率最小
値記憶部、４２ 最小値検出部、４３ 補正係数演算
部、５１ 関節速度演算部、５２ 関節速度超過度演算
部、５３ ノルム演算部、５４ 補正係数演算部、６１
先端速度演算部、６２ 先端速度超過度演算部、６３
特異点距離演算部、６４ ノルム演算部、１０１ 第
一関節、１０２ 第二関節。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 BA02 FB28 FC02 5H269 AB33 BB11 CC09 DD05 EE01 FF06 QC10 RB01 RB04 5H303 AA10 BB03 BB09 BB15 CC02 DD01 EE03 EE07 FF06 HH05 KK14 LL03 MM05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線補間、円弧補間などの補間機能を有
   するロボット制御装置において、 補間指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを
   記憶する教示データ記憶部と、 ロボットの各関節の関節最大速度を記憶する関節最大速
   度記憶部と、 前記教示データにもとづいて関節指令速度を計算する関
   節速度演算部と、 該関節速度演算部で計算された関節指令速度を前記関節
   最大速度で除した速度超過度を計算する関節速度超過度
   演算部と、 前記各関節の速度超過度を要素とするベクトルのノルム
   を計算するノルム演算部と、 該ノルム演算部で計算したノルムを入力とし、入出力関
   係を表す関数が連続微分可能で、かつ、前記入力が１以
   下のときは１以下の値、前記入力が１より大きいときは
   前記入力の逆数以下の値となる補正係数を出力する補正
   係数演算部と、 前記教示データ記憶部に記憶された教示データと前記補
   正係数を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボッ
   トの動作指令を生成する補間演算部とを備えたことを特
   徴とするロボット制御装置。
2. 【請求項２】 直線補間、円弧補間などの補間機能を有
   するロボット制御装置において、 補間指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを
   記憶する教示データ記憶部と、 ロボットの各関節の関節最大速度を記憶する関節最大速
   度記憶部と、 前記ロボットの先端指令速度の最大値を記憶する先端最
   大速度記憶部と、 前記教示データにもとづいて関節指令速度を計算する関
   節速度演算部と、 前記教示データにもとづいて先端指令速度を計算する先
   端速度演算部と、 前記関節速度演算部で計算された関節指令速度を前記関
   節最大速度で除して速度超過度を計算する関節速度超過
   度演算部と、 前記ロボットの特異点からの距離を計算する特異点距離
   演算部と、 前記先端速度演算部が計算した先端指令速度を、該特異
   点からの距離と前記ロボットの先端指令速度の最大値の
   積で除して先端指令速度の超過度を計算する先端速度超
   過度演算部と、 前記各関節の速度超過度と前記先端指令速度の超過度と
   を要素とするベクトルのノルムを計算するノルム演算部
   と、 前記ノルムを入力とし、入出力関係を表す関数が連続微
   分可能で、かつ、前記入力が１以下のときは１以下の
   値、前記入力が１より大きいときは前記入力の逆数以下
   の値となる補正係数を出力する補正係数演算部と、 前記教示データ記憶部に記憶された教示データと前記補
   正係数を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボッ
   トの動作指令を生成する補間演算部とを備えたことを特
   徴とするロボット制御装置。
3. 【請求項３】 特異点距離演算部は、 関節角度に関して滑らかであり、かつ、特異点では関数
   値として零を取り、前記特異点以外では零以外の値を取
   る関数で特異点からの距離を計算することを特徴とする
   請求項２記載のロボット制御装置。
4. 【請求項４】 特異点距離演算部は、 制御対象とするロボットの可操作度を特異点からの距離
   と見なし、前記可操作度を計算して出力することを特徴
   とする請求項２記載のロボット制御装置。
5. 【請求項５】 直線補間、円弧補間などの補間機能を有
   するロボット制御装置において、 補間指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを
   記憶する教示データ記憶部と、 ロボットの各関節の関節最大速度を記憶する関節最大速
   度記憶部と、 前記教示データにもとづいて、現在の時刻より一定時間
   先の時刻に対応した前記各関節ごとの関節指令速度を計
   算する関節速度演算部と、 該関節速度演算部で計算された関節指令速度が前記関節
   最大速度を超える関節についてはその最大速度を前記関
   節指令速度で除した値を速度比率とし、超えない場合は
   １とする速度比率を各関節ごとに求める速度比率演算部
   と、 該速度比率演算部が前記各関節ごとに求めた前記速度比
   率の中からその最小値を求める速度比率最小値演算部
   と、 該速度比率最小値演算部で求めた最小値を、前記現在の
   時刻より前記先の時刻までの前記一定時間と一致する遅
   延量を有したローパスフィルタに通して補正係数を計算
   する補正係数演算部と、 前記教示データ記憶部に記憶された教示データと前記補
   正係数を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボッ
   トの動作指令を生成する補間演算部とを備えたことを特
   徴とするロボット制御装置。
6. 【請求項６】 直線補間、円弧補間などの補間機能を有
   するロボット制御装置において、 補間指令、動作指令速度、教示位置などの教示データを
   記憶する教示データ記憶部と、 ロボットの各関節の関節最大速度を記憶する最大速度記
   憶部と、 前記教示データにもとづいて、現在の時刻より一定時間
   先の時刻に対応した前記各関節ごとの関節指令速度を計
   算する関節速度演算部と、 該関節指令速度が前記関節最大速度を超える関節につい
   てはその最大速度を前記関節指令速度で除した値を速度
   比率とし、超えない場合は１とする速度比率を前記各関
   節ごとに求める速度比率演算部と、 該速度比率演算部が前記各関節ごとに求めた速度比率の
   中からその最小値を求める速度比率最小値演算部と、 現在の時刻から前記一定時間経過するまでの各演算周期
   ごとに、前記関節速度演算部、前記速度比率演算部、前
   記速度比率最小値演算部の処理により求めた前記速度比
   率の最小値を記憶する速度比率最小値記憶部と、 該速度比率最小値記憶部に記憶された各演算周期ごとの
   前記速度比率の最小値の中から最小の値を求めて出力す
   る最小値検出部と、 該最小値検出部の出力を、前記現在の時刻より前記先の
   時刻までの前記一定時間の半分とほぼ一致する遅延量を
   有したローパスフィルタに通して補正係数を計算する補
   正係数演算部と、 前記教示データ記憶部に記憶された教示データと前記補
   正係数を乗じて補正した動作指令速度とを用いてロボッ
   トの動作指令を生成する補間演算部とを備えたことを特
   徴とするロボット制御装置。
7. 【請求項７】 補正係数演算部のローパスフィルタを移
   動平均フィルタとし、現在の時刻からの一定時間を前記
   移動平均フィルタの窓長に一致させたことを特徴とする
   請求項６記載のロボット制御装置。