JP2002224977A - ロボット制御装置、ロボットの制御方法及びロボット - Google Patents
ロボット制御装置、ロボットの制御方法及びロボットInfo
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- JP2002224977A JP2002224977A JP2001022509A JP2001022509A JP2002224977A JP 2002224977 A JP2002224977 A JP 2002224977A JP 2001022509 A JP2001022509 A JP 2001022509A JP 2001022509 A JP2001022509 A JP 2001022509A JP 2002224977 A JP2002224977 A JP 2002224977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボットの動作部滑らかに動作させつつ、各
動作部の動作タイミングを制御可能なロボットを提供す
る。 【解決手段】 ロボットの動作を制御する制御装置にお
いて、ロボットの動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を与え、この連続した移動動作指令を与える際に各
中間目標位置付近での動作の補間を行うか否かを指定
し、動作の補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作
の補間を開始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標
速度パタンを生成する際に、経路の補間をしない場合と
経路の補間をする場合の両者で最終目標位置に到達する
ときの時刻と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆
動を制御するための目標速度パタンを算出し、目標速度
パタンに基づき、ロボットに各動作部の動作制御を行わ
せる。
動作部の動作タイミングを制御可能なロボットを提供す
る。 【解決手段】 ロボットの動作を制御する制御装置にお
いて、ロボットの動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を与え、この連続した移動動作指令を与える際に各
中間目標位置付近での動作の補間を行うか否かを指定
し、動作の補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作
の補間を開始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標
速度パタンを生成する際に、経路の補間をしない場合と
経路の補間をする場合の両者で最終目標位置に到達する
ときの時刻と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆
動を制御するための目標速度パタンを算出し、目標速度
パタンに基づき、ロボットに各動作部の動作制御を行わ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動可能な構造を
有するロボットの制御方法、制御装置、およびロボット
に関し、特に、動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に移動させる際の動作軸の駆
動を制御するロボットの制御方法、制御装置、およびロ
ボットに関する。
有するロボットの制御方法、制御装置、およびロボット
に関し、特に、動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に移動させる際の動作軸の駆
動を制御するロボットの制御方法、制御装置、およびロ
ボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数軸の動作部を有するロボット
の動作部を滑らかに動かす技術、すなわち、ロボットの
動作部において異なる目標位置への動作を時間的に継続
して実行することで動作部やロボットなどを移動させる
場合に、当該動作部を滑らかに動作させる制御方式とし
て、全ての動作軸について各々の軸の目標位置毎の動作
開始時刻と動作終了時刻を同期させる第１の従来技術が
知られている。
の動作部を滑らかに動かす技術、すなわち、ロボットの
動作部において異なる目標位置への動作を時間的に継続
して実行することで動作部やロボットなどを移動させる
場合に、当該動作部を滑らかに動作させる制御方式とし
て、全ての動作軸について各々の軸の目標位置毎の動作
開始時刻と動作終了時刻を同期させる第１の従来技術が
知られている。
【０００３】また、第２の従来技術として、動作開始位
置から一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置
に移動させる際に中間位置付近において直線補間や円弧
補間を行うことにより滑らかさを実現する技術が提案さ
れている。
置から一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置
に移動させる際に中間位置付近において直線補間や円弧
補間を行うことにより滑らかさを実現する技術が提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来技術では、次のようなことが指摘されてい
る。
たような従来技術では、次のようなことが指摘されてい
る。
【０００５】上記第１の従来技術は、ロボット全ての動
作軸について、各動作軸の動作開始時刻と動作終了時刻
を同期させて協調動作させることにより滑らかさを実現
する技術である。しかし、この技術では、動作終了位置
と動作時間を制御することは可能であるが、動作開始位
置から一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置
に移動させる際に中間目標位置付近で動作の補間をしな
いため、中間目標位置付近での滑らかさを実現すること
が極めて難しい。そのため、この技術を採用するロボッ
トは、ぎくしゃくした動きになることが多い。
作軸について、各動作軸の動作開始時刻と動作終了時刻
を同期させて協調動作させることにより滑らかさを実現
する技術である。しかし、この技術では、動作終了位置
と動作時間を制御することは可能であるが、動作開始位
置から一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置
に移動させる際に中間目標位置付近で動作の補間をしな
いため、中間目標位置付近での滑らかさを実現すること
が極めて難しい。そのため、この技術を採用するロボッ
トは、ぎくしゃくした動きになることが多い。
【０００６】上記第２の従来技術は、動作開始位置から
一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置に移動
させる際に、中間位置付近において直線補間や円弧補間
を行うことにより滑らかさを実現する技術である。しか
し、動作時間あるいは動作終了位置を制御することが出
来ない。
一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置に移動
させる際に、中間位置付近において直線補間や円弧補間
を行うことにより滑らかさを実現する技術である。しか
し、動作時間あるいは動作終了位置を制御することが出
来ない。
【０００７】これに対し、頭部、足部、腕部、車輪など
の動作部（以後、動作部と呼ぶ）とＬＥＤ、液晶ディス
プレイなどの表示部、スピーカーによる音出力部などを
備えるロボット、特に家庭用ロボットやペットロボット
といったユーザーが愛着を持つことを目的とするロボッ
トにおいては、ロボットの動作部を滑らかに動作させる
ことを実現しつつ、ロボットの発する音やＬＥＤ表示と
タイミングを合わせて制御することが求められている。
の動作部（以後、動作部と呼ぶ）とＬＥＤ、液晶ディス
プレイなどの表示部、スピーカーによる音出力部などを
備えるロボット、特に家庭用ロボットやペットロボット
といったユーザーが愛着を持つことを目的とするロボッ
トにおいては、ロボットの動作部を滑らかに動作させる
ことを実現しつつ、ロボットの発する音やＬＥＤ表示と
タイミングを合わせて制御することが求められている。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、ロボットの動作部を動作開始位置から一つ以上
の中間目標位置を経由して最終目標位置に移動させる際
に中間目標位置付近で動作の補間を行うことで滑らかに
動作させつつ、動作部の駆動、音声出力部の音声出力、
ＬＥＤ表示部の発光のそれぞれの動作タイミングを制御
することのできるロボットの制御方法およびその装置を
提供することを目的とする。
であり、ロボットの動作部を動作開始位置から一つ以上
の中間目標位置を経由して最終目標位置に移動させる際
に中間目標位置付近で動作の補間を行うことで滑らかに
動作させつつ、動作部の駆動、音声出力部の音声出力、
ＬＥＤ表示部の発光のそれぞれの動作タイミングを制御
することのできるロボットの制御方法およびその装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載のロボットの制御装置の発明は、ロ
ボットの各動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目
標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令
を、動作開始時刻からの各中間目標位置および最終目標
位置に到達すべき時間を指定して与える手段と、この連
続した移動動作指令を与える際に各中間目標位置付近で
の動作の経路の補間を行うか否かを指定する手段と、動
作の補間を行う場合に、各中間目標位置毎に動作の経路
の補間を開始する時刻を指定する動作指令手段と、動作
部の駆動を制御するための目標速度パタンを生成する際
に、動作の経路の補間をしない場合と経路の補間をする
場合のそれぞれで、最終目標位置に到達する時刻が同一
になる目標速度パタンの算出手段と、目標速度パタンに
基づいて各動作部の制御手段と、を備えることを特徴と
する。
めに、請求項１記載のロボットの制御装置の発明は、ロ
ボットの各動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目
標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令
を、動作開始時刻からの各中間目標位置および最終目標
位置に到達すべき時間を指定して与える手段と、この連
続した移動動作指令を与える際に各中間目標位置付近で
の動作の経路の補間を行うか否かを指定する手段と、動
作の補間を行う場合に、各中間目標位置毎に動作の経路
の補間を開始する時刻を指定する動作指令手段と、動作
部の駆動を制御するための目標速度パタンを生成する際
に、動作の経路の補間をしない場合と経路の補間をする
場合のそれぞれで、最終目標位置に到達する時刻が同一
になる目標速度パタンの算出手段と、目標速度パタンに
基づいて各動作部の制御手段と、を備えることを特徴と
する。
【００１０】請求項２記載のロボットの発明は、請求項
１のロボットの制御装置を有し、ロボットは、算出手段
と制御手段とを具備するモーター駆動手段と、ＬＥＤ表
示手段と、音声出力手段と、モーター駆動手段とＬＥＤ
表示手段と音声出力手段とに同時に動作指示を与えるこ
とが可能な動作指示手段と、を備えることを特徴とす
る。
１のロボットの制御装置を有し、ロボットは、算出手段
と制御手段とを具備するモーター駆動手段と、ＬＥＤ表
示手段と、音声出力手段と、モーター駆動手段とＬＥＤ
表示手段と音声出力手段とに同時に動作指示を与えるこ
とが可能な動作指示手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１１】請求項３記載のロボットの制御方法の発明
は、ロボットの各動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を、動作開始時刻からの各中間目標位置および最終
目標位置に到達すべき時間を指定して与えるステップ
と、この連続した移動動作指令を与える際に、各中間目
標位置付近での動作の経路の補間を行うか否かを指定す
るステップと、動作の経路の補間を行う場合に、各中間
目標位置毎に動作の経路の補間を開始する時刻を指定す
るステップと、動作部の駆動を制御するための目標速度
パタンを生成する際に、経路の補間をしない場合と経路
の補間をする場合の両者において、最終目標位置に到達
する時刻が同一になる目標速度パタンを算出するステッ
プと、目標速度パタンに基づいて各動作部を制御するス
テップと、を有することを特徴とする。
は、ロボットの各動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を、動作開始時刻からの各中間目標位置および最終
目標位置に到達すべき時間を指定して与えるステップ
と、この連続した移動動作指令を与える際に、各中間目
標位置付近での動作の経路の補間を行うか否かを指定す
るステップと、動作の経路の補間を行う場合に、各中間
目標位置毎に動作の経路の補間を開始する時刻を指定す
るステップと、動作部の駆動を制御するための目標速度
パタンを生成する際に、経路の補間をしない場合と経路
の補間をする場合の両者において、最終目標位置に到達
する時刻が同一になる目標速度パタンを算出するステッ
プと、目標速度パタンに基づいて各動作部を制御するス
テップと、を有することを特徴とする。
【００１２】請求項４記載のロボットの制御装置の発明
は、ロボットの各動作部に対して、経路補間計算を行う
指定で動作指令をする場合に、最終目標位置とその到達
時刻を指定して動作指令を与えることを特徴とする。
は、ロボットの各動作部に対して、経路補間計算を行う
指定で動作指令をする場合に、最終目標位置とその到達
時刻を指定して動作指令を与えることを特徴とする。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４のロボッ
トの制御装置において、予め最初に動作補間なしの動作
を設計し、動作を動作補間をするように変更し、動作経
路補間の開始時刻を変化させて各動作部に動作指令を与
えることを特徴とする。
トの制御装置において、予め最初に動作補間なしの動作
を設計し、動作を動作補間をするように変更し、動作経
路補間の開始時刻を変化させて各動作部に動作指令を与
えることを特徴とする。
【００１４】請求項６記載のロボットの制御方法の発明
は、ロボットの動作を制御する制御装置において、ロボ
ットの動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令を与
え、この連続した移動動作指令を与える際に各中間目標
位置付近での動作の補間を行うか否かを指定し、動作の
補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作の補間を開
始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標速度パタン
を生成する際に、経路の補間をしない場合と経路の補間
をする場合の両者で最終目標位置に到達するときの時刻
と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆動を制御す
るための目標速度パタンを算出し、目標速度パタンに基
づき、ロボットに各動作部の動作制御を行わせることを
特徴とする。
は、ロボットの動作を制御する制御装置において、ロボ
ットの動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令を与
え、この連続した移動動作指令を与える際に各中間目標
位置付近での動作の補間を行うか否かを指定し、動作の
補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作の補間を開
始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標速度パタン
を生成する際に、経路の補間をしない場合と経路の補間
をする場合の両者で最終目標位置に到達するときの時刻
と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆動を制御す
るための目標速度パタンを算出し、目標速度パタンに基
づき、ロボットに各動作部の動作制御を行わせることを
特徴とする。
【００１５】請求項７記載のロボットの制御装置の発明
は、ロボットの動作を制御する制御装置において、ロボ
ットの動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令を与
え、この連続した移動動作指令を与える際に各中間目標
位置付近での動作の補間を行うか否かを指定し、動作の
補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作の補間を開
始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標速度パタン
を生成する際に、経路の補間をしない場合と経路の補間
をする場合の両者で最終目標位置に到達するときの時刻
と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆動を制御す
るための目標速度パタンを算出し、目標速度パタンに基
づき、各動作部の動作制御を行うことを特徴とする。
は、ロボットの動作を制御する制御装置において、ロボ
ットの動作部に動作開始位置から一つ以上の中間目標位
置を経由して最終目標位置に動作させる動作指令を与
え、この連続した移動動作指令を与える際に各中間目標
位置付近での動作の補間を行うか否かを指定し、動作の
補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作の補間を開
始する時刻を指定し、動作指令に基づき目標速度パタン
を生成する際に、経路の補間をしない場合と経路の補間
をする場合の両者で最終目標位置に到達するときの時刻
と位置とが同一になる各動作部の動作軸の駆動を制御す
るための目標速度パタンを算出し、目標速度パタンに基
づき、各動作部の動作制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】図１には、本発明の一実施例であるロボッ
トの内部構成ブロック図を示す。このロボットは、動作
指示部１０と動作制御部と当該制御部に制御される構成
要素とを有する。動作指示部１０は、動作スクリプト読
み込み部１０ａと動作振り分け処理部１０ｂとを有す
る。動作制御部は、各構成要素を制御するものであり、
例えば、図１に示すように、頭動作制御部１１、足動作
制御部１２、ＬＥＤ制御部１３、および音声出力制御部
１４などがある。なお、動作指示部１０、頭動作制御部
１１、足動作制御部１２、ＬＥＤ制御部１３、および音
声出力制御部１４は、マイクロコンピュータ等で構成可
能で、以下のような機能を有する。
トの内部構成ブロック図を示す。このロボットは、動作
指示部１０と動作制御部と当該制御部に制御される構成
要素とを有する。動作指示部１０は、動作スクリプト読
み込み部１０ａと動作振り分け処理部１０ｂとを有す
る。動作制御部は、各構成要素を制御するものであり、
例えば、図１に示すように、頭動作制御部１１、足動作
制御部１２、ＬＥＤ制御部１３、および音声出力制御部
１４などがある。なお、動作指示部１０、頭動作制御部
１１、足動作制御部１２、ＬＥＤ制御部１３、および音
声出力制御部１４は、マイクロコンピュータ等で構成可
能で、以下のような機能を有する。
【００１８】動作スクリプト読み込み部１０ａには、各
構成要素への連続または単一の動作指令が記述されたタ
イムチャート（動作スクリプトデータ）を読み込む。こ
の読み込み先としては特に限定されず、例えば、当該動
作スクリプトデータが格納された記憶媒体から読み込ん
でもよく、上記データを動作指示部１０の制御下に格納
し、当該データを読み込んでもよい。ここでは、図２に
示すように、頭部（頭部サーボモータ等）への連続ある
いは単一の動作指令と、足部（足部サーボモータ１６
等）への連続あるいは単一の動作指令と、ＬＥＤ表示部
への連続あるいは単一の動作指令と、音声出力部（スピ
ーカー等）への連続したあるいは単一の音声ファイルの
再生指令とが記述されたタイムチャートに対応する動作
スクリプトデータを読み込むものとする。
構成要素への連続または単一の動作指令が記述されたタ
イムチャート（動作スクリプトデータ）を読み込む。こ
の読み込み先としては特に限定されず、例えば、当該動
作スクリプトデータが格納された記憶媒体から読み込ん
でもよく、上記データを動作指示部１０の制御下に格納
し、当該データを読み込んでもよい。ここでは、図２に
示すように、頭部（頭部サーボモータ等）への連続ある
いは単一の動作指令と、足部（足部サーボモータ１６
等）への連続あるいは単一の動作指令と、ＬＥＤ表示部
への連続あるいは単一の動作指令と、音声出力部（スピ
ーカー等）への連続したあるいは単一の音声ファイルの
再生指令とが記述されたタイムチャートに対応する動作
スクリプトデータを読み込むものとする。
【００１９】動作振り分け処理部１０ｂは、動作スクリ
プト読み込み部１０ａが読み込んだ動作スクリプトデー
タを、各動作制御部が司る制御単位毎に分解し、この分
解したデータを対応する動作制御部に送信する。本実施
例では、動作振り分け処理部１０ｂは、まず、読み込ん
だ動作スクリプトデータを頭部、足部、ＬＥＤ表示部、
音声出力部のそれぞれに対応するデータに分解する。そ
して、頭部に該当する連続あるいは単一の動作指令デー
タを頭動作制御部１１へ、足部に該当する連続あるいは
単一のデータを足動作制御部１２へ、ＬＥＤ表示に関す
る連続あるいは単一のデータをＬＥＤ制御部１３へ、音
声出力に関する連続あるいは単一のデータを音声出力制
御部１４へ振り分けて送信する。なお、各制御部へ送出
するデータは、ひとまとめにして一度に送出してもよ
く、分割して送出してもよい。
プト読み込み部１０ａが読み込んだ動作スクリプトデー
タを、各動作制御部が司る制御単位毎に分解し、この分
解したデータを対応する動作制御部に送信する。本実施
例では、動作振り分け処理部１０ｂは、まず、読み込ん
だ動作スクリプトデータを頭部、足部、ＬＥＤ表示部、
音声出力部のそれぞれに対応するデータに分解する。そ
して、頭部に該当する連続あるいは単一の動作指令デー
タを頭動作制御部１１へ、足部に該当する連続あるいは
単一のデータを足動作制御部１２へ、ＬＥＤ表示に関す
る連続あるいは単一のデータをＬＥＤ制御部１３へ、音
声出力に関する連続あるいは単一のデータを音声出力制
御部１４へ振り分けて送信する。なお、各制御部へ送出
するデータは、ひとまとめにして一度に送出してもよ
く、分割して送出してもよい。
【００２０】頭動作制御部１１、足動作制御部１２は、
それぞれ、頭サーボモータ１５、足サーボモータ１６を
制御する。この構成を、図３を用いて説明する。なお、
以下の説明では、頭動作制御部１１および足動作制御部
１２をモータ制御部３１とし、頭部サーボモータ１５お
よび足部サーボモータ１６を単にサーボモータ３４とす
る。
それぞれ、頭サーボモータ１５、足サーボモータ１６を
制御する。この構成を、図３を用いて説明する。なお、
以下の説明では、頭動作制御部１１および足動作制御部
１２をモータ制御部３１とし、頭部サーボモータ１５お
よび足部サーボモータ１６を単にサーボモータ３４とす
る。
【００２１】図３に示すように、モータ制御部３１は、
目標パターン算出部３２と、サーボ制御部３３とを有す
る。目標速度パタン算出部３２は、動作指示部１０から
入力された動作指令データ（モータ制御部３１用の動作
スクリプトデータ）に従い、サーボモータ３４を制御す
る際の基準になる目標データを算出する。サーボ制御部
３３は、この目標速度パタンに従ってサーボモータ３４
の電流や電圧によるトルク等の制御を実際に行う。
目標パターン算出部３２と、サーボ制御部３３とを有す
る。目標速度パタン算出部３２は、動作指示部１０から
入力された動作指令データ（モータ制御部３１用の動作
スクリプトデータ）に従い、サーボモータ３４を制御す
る際の基準になる目標データを算出する。サーボ制御部
３３は、この目標速度パタンに従ってサーボモータ３４
の電流や電圧によるトルク等の制御を実際に行う。
【００２２】目標速度パタン算出部３２は、例えば、図
４に示すような構成の動作指令データを受け取り、この
データに基づいて目標速度パタン（目標データ）を算出
する。図４に示すように、動作指令は、ｎ個の動作要素
を有する。また、各動作要素は、要素番号ｉと目標位置
ＰＥ［ｉ］とその目標位置ＰＥ［ｉ］へ移動するまでの
動作時間Ｔ［ｉ］と要素番号ｉの動作経路について補間
計算を行うかどうかの（補間）指定ＩＰ［ｉ］とを有
し、補間計算を行う場合には補間開始時刻ＴＩ［ｉ］が
含まれる。
４に示すような構成の動作指令データを受け取り、この
データに基づいて目標速度パタン（目標データ）を算出
する。図４に示すように、動作指令は、ｎ個の動作要素
を有する。また、各動作要素は、要素番号ｉと目標位置
ＰＥ［ｉ］とその目標位置ＰＥ［ｉ］へ移動するまでの
動作時間Ｔ［ｉ］と要素番号ｉの動作経路について補間
計算を行うかどうかの（補間）指定ＩＰ［ｉ］とを有
し、補間計算を行う場合には補間開始時刻ＴＩ［ｉ］が
含まれる。
【００２３】図５には、補間計算の有無による動作経路
の違いを示す。図５（ａ）には、動作経路の補間計算を
行わない場合の動作経路例を示す。この場合、動作パタ
ンは、ａ→ｂ→ｃ→ｄへ直線的な移動経路で、しかも
ｂ、ｃでは一旦停止して（方向を変換して）移動するよ
うに生成されている。図５（ｂ）には、動作経路の補間
計算を行う場合の動作経路例を示す。この場合、動作パ
タンは、ａ→ｄへ曲線的な移動経路となり、前記したよ
うに移動途中に停止することなく移動可能なように作成
される。このように、目標位置を連続して切り替えなが
ら移動させる場合には、補間計算を行った場合の方が滑
らかな移動を実現できる。
の違いを示す。図５（ａ）には、動作経路の補間計算を
行わない場合の動作経路例を示す。この場合、動作パタ
ンは、ａ→ｂ→ｃ→ｄへ直線的な移動経路で、しかも
ｂ、ｃでは一旦停止して（方向を変換して）移動するよ
うに生成されている。図５（ｂ）には、動作経路の補間
計算を行う場合の動作経路例を示す。この場合、動作パ
タンは、ａ→ｄへ曲線的な移動経路となり、前記したよ
うに移動途中に停止することなく移動可能なように作成
される。このように、目標位置を連続して切り替えなが
ら移動させる場合には、補間計算を行った場合の方が滑
らかな移動を実現できる。
【００２４】〈単一動作についての目標速度パタンの算
出〉まず、時間Ｔで移動量Ｓの移動を行う場合の目標速
度パタンの算出方法について説明する。なお、説明の簡
単化のために加速度をａ、減速度を−ａというように加
速度と減速度の絶対値を同一値とし、移動量Ｓ＞０とし
て説明する。また、初速をｖ0 、速度の絶対値の最大値
をｖmax として説明する。また、以下の説明では、時間
Ｔの経過後には速度０となるような目標速度パタンを算
出する場合を例にとる。
出〉まず、時間Ｔで移動量Ｓの移動を行う場合の目標速
度パタンの算出方法について説明する。なお、説明の簡
単化のために加速度をａ、減速度を−ａというように加
速度と減速度の絶対値を同一値とし、移動量Ｓ＞０とし
て説明する。また、初速をｖ0 、速度の絶対値の最大値
をｖmax として説明する。また、以下の説明では、時間
Ｔの経過後には速度０となるような目標速度パタンを算
出する場合を例にとる。
【００２５】（１）（２ｖmax −ｖ0 ）／ａ＞Ｔのとき この場合、図６（ａ）に示すように、時間Ｔでの移動で
は最高速度ｖmax には到達しない。この場合の到達速度
をｖ’とし、移動可能量をＳ’とすると、それぞれ、下
記式１、および２により表すことができる。
は最高速度ｖmax には到達しない。この場合の到達速度
をｖ’とし、移動可能量をＳ’とすると、それぞれ、下
記式１、および２により表すことができる。
【００２６】
【数１】
【００２７】また、図７に示すように、初速ｖ0 から減
速度ａで停止するためには、ｖ0 2／２ａの制動距離が必
要となる。この制動距離をＳ”＝ｖ0 2／２ａとする。
速度ａで停止するためには、ｖ0 2／２ａの制動距離が必
要となる。この制動距離をＳ”＝ｖ0 2／２ａとする。
【００２８】（１−１）Ｓ＜Ｓ”のとき 移動量Ｓでは制動距離が足りないために、初速ｖ0 から
停止することはできない。したがって、目標速度パタン
を算出できない。
停止することはできない。したがって、目標速度パタン
を算出できない。
【００２９】（１−２）Ｓ＞Ｓ’のとき 時間Ｔでは移動量Ｓを実現することはできない。したが
って、目標速度パタンを算出できない。
って、目標速度パタンを算出できない。
【００３０】（１−３）Ｓ≦Ｓ’のとき 時間Ｔで移動量Ｓを実現できる。このときの到達速度を
ｖとすると、初速ｖ0と到達速度ｖの大小関係は、初速
ｖ0 の正負と移動量Ｓの大きさによって変わる。以下に
場合分けして説明する。
ｖとすると、初速ｖ0と到達速度ｖの大小関係は、初速
ｖ0 の正負と移動量Ｓの大きさによって変わる。以下に
場合分けして説明する。
【００３１】（１−３−１）ｖ0 ＜０のとき この場合には、到達速度ｖは必ず正の値をとることにな
り、初速から一度は加速することになる。よって、ｖに
ついて、下記式３が成立する。
り、初速から一度は加速することになる。よって、ｖに
ついて、下記式３が成立する。
【００３２】
【数２】
【００３３】従って、上記式３から、ｖは以下のように
表すことができる。
表すことができる。
【００３４】
【数３】
【００３５】この場合、まず加速度ａで時間（ｖ−
ｖ0 ）／ａの移動した後、加速度０で時間Ｔ−（２ｖ−
ｖ0 ）／ａだけ移動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ／
ａの移動を行うという目標動作速度パタンを求めること
ができる。
ｖ0 ）／ａの移動した後、加速度０で時間Ｔ−（２ｖ−
ｖ0 ）／ａだけ移動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ／
ａの移動を行うという目標動作速度パタンを求めること
ができる。
【００３６】（１−３−２）ｖ0 ≧０のとき この場合における動作パタンの算出を図８を用いて説明
する。初速ｖ0 をできるだけ長く維持した後に減速し、
時間Ｔでは停止するという動作をするときの移動量
Ｓ”’と上記Ｓとの大小関係によって、初速から加速す
るか、あるいは減速するか、を決定する。このＳ”’
は、下記式４により求めることができる。
する。初速ｖ0 をできるだけ長く維持した後に減速し、
時間Ｔでは停止するという動作をするときの移動量
Ｓ”’と上記Ｓとの大小関係によって、初速から加速す
るか、あるいは減速するか、を決定する。このＳ”’
は、下記式４により求めることができる。
【００３７】
【数４】
【００３８】なお、Ｓ”’は図８において、破線と座標
軸で囲まれた部分の面積に相当する。
軸で囲まれた部分の面積に相当する。
【００３９】（１−３−２−１）Ｓ≧Ｓ”’のとき この場合には、動作パタンは図８（ａ）のようになり、
初速から一度加速することになり、ｖ≧ｖ0 が成立す
る。よって、ｖについて、下記式６が成立する。
初速から一度加速することになり、ｖ≧ｖ0 が成立す
る。よって、ｖについて、下記式６が成立する。
【００４０】
【数５】
【００４１】従って、ｖは、下記式（７）によって求め
ることができる。
ることができる。
【００４２】
【数６】
【００４３】この場合、まず加速度ａで時間（ｖ−
ｖ0 ）／ａ、移動を行った後、加速度０で時間Ｔ−（２
ｖ−ｖ0 ）／ａ分移動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ
／ａの移動を行うという目標動作速度パタンを求めるこ
とができる。
ｖ0 ）／ａ、移動を行った後、加速度０で時間Ｔ−（２
ｖ−ｖ0 ）／ａ分移動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ
／ａの移動を行うという目標動作速度パタンを求めるこ
とができる。
【００４４】（１−３−２−２）Ｓ≧Ｓ”’のとき この場合には、動作パタンは、図８（ｂ）のようにな
り、初速から減速することになり、ｖ＜ｖ0 が成立す
る。よって、ｖについて、下記式８が成立する。
り、初速から減速することになり、ｖ＜ｖ0 が成立す
る。よって、ｖについて、下記式８が成立する。
【００４５】
【数７】
【００４６】よって、ｖは、下記式９により求めること
ができる。
ができる。
【００４７】
【数８】
【００４８】この場合、まず加速度−ａで時間（ｖ0 −
ｖ）／ａの移動の後、加速度０で時間Ｔ−ｖ0 ／ａの移
動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ／ａの移動を行うと
いう目標動作速度パタンを求めることができる。
ｖ）／ａの移動の後、加速度０で時間Ｔ−ｖ0 ／ａの移
動をし、最後に加速度−ａで時間ｖ／ａの移動を行うと
いう目標動作速度パタンを求めることができる。
【００４９】（２）（２ｖmax −ｖ0 ）／ａ≦Ｔのとき この場合、時間Ｔでの移動で最高速度にｖmax に到達す
る。ここで、時間Ｔでの移動可能量は、下記式１０によ
り求めることができる。
る。ここで、時間Ｔでの移動可能量は、下記式１０によ
り求めることができる。
【００５０】
【数９】
【００５１】（２−１）Ｓ＜Ｓ”のとき（１−１）と同
様である。
様である。
【００５２】（２−２）Ｓ＞Ｓ’のとき、（１−２）と
同様である。
同様である。
【００５３】（２−３）Ｓ≦Ｓ’のとき、（１−３）と
同様である。
同様である。
【００５４】なお、移動量Ｓ＜０の場合には、加速度の
値の正負や条件式の正負を考慮して、前記（１）、
（２）と同様に目標動作速度パタンを算出することがで
きる。
値の正負や条件式の正負を考慮して、前記（１）、
（２）と同様に目標動作速度パタンを算出することがで
きる。
【００５５】〈動作経路の補間計算を行う場合の目標速
度パタン〉動作経路の補間計算を行う場合の目標パタン
の算出方法について、図９を参照しながら説明する。な
お、動作要素ｉについて、Ｔ＝Ｔ［ｉ］、Ｓ＝ＰＥ
［ｉ］−ＰＥ［ｉ−１］（ｉ＝０のときは、Ｓ＝ＰＥ
［ｉ］）とし、前述した単一動作についての目標速度パ
タンの算出方法に従って動作速度パタンを算出したもの
を仮動作速度パタンＶa ［ｉ］とする。
度パタン〉動作経路の補間計算を行う場合の目標パタン
の算出方法について、図９を参照しながら説明する。な
お、動作要素ｉについて、Ｔ＝Ｔ［ｉ］、Ｓ＝ＰＥ
［ｉ］−ＰＥ［ｉ−１］（ｉ＝０のときは、Ｓ＝ＰＥ
［ｉ］）とし、前述した単一動作についての目標速度パ
タンの算出方法に従って動作速度パタンを算出したもの
を仮動作速度パタンＶa ［ｉ］とする。
【００５６】図９（ａ）には、仮動作速度パタンＶ
a ［ｉ］の算出例を示す。次に、図９（ｂ）に示すよう
に、動作要素ｉについて、補間指定があり（ＩＰ［ｉ］
＝ＴＲＵＥ）、補間開始時刻パラメータがＴＩ［ｉ］の
場合には、補間開始時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］での仮動作
速度パタンＶa ［ｉ］の速度と、補間開始時刻ＴＩ
［ｉ］Ｔ［ｉ］までの仮動作速度パタンＶa ［ｉ］にお
ける移動量を算出する。この、この速度と移動量を、そ
れぞれｖp ［ｉ＋１］、Ｐp ［ｉ＋１］とする。ｖ
p ［ｉ＋１］、Ｐp ［ｉ＋１］はそれぞれ、次の動作要
素ｉについての動作速度パタンを算出する際の初速と初
期位置となる。また、補間開始時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］
までの仮動作速度パタンＶa ［ｉ］を目標速度パタンと
して確定し、Ｖp ［ｉ］とする。
a ［ｉ］の算出例を示す。次に、図９（ｂ）に示すよう
に、動作要素ｉについて、補間指定があり（ＩＰ［ｉ］
＝ＴＲＵＥ）、補間開始時刻パラメータがＴＩ［ｉ］の
場合には、補間開始時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］での仮動作
速度パタンＶa ［ｉ］の速度と、補間開始時刻ＴＩ
［ｉ］Ｔ［ｉ］までの仮動作速度パタンＶa ［ｉ］にお
ける移動量を算出する。この、この速度と移動量を、そ
れぞれｖp ［ｉ＋１］、Ｐp ［ｉ＋１］とする。ｖ
p ［ｉ＋１］、Ｐp ［ｉ＋１］はそれぞれ、次の動作要
素ｉについての動作速度パタンを算出する際の初速と初
期位置となる。また、補間開始時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］
までの仮動作速度パタンＶa ［ｉ］を目標速度パタンと
して確定し、Ｖp ［ｉ］とする。
【００５７】次に、動作要素（ｉ＋１）について、補間
指定が無い場合（ＩＰ［ｉ］＝ＦＡＬＳＥ）を、図９
（ｃ）を参照しながら説明する。図９（ｃ）に示すよう
に、Ｔ＝Ｔ［ｉ＋１］＋（１−ＴＩ［ｉ］）Ｔ［ｉ］、
Ｓ＝ＰＥ［ｉ＋１］−Ｐp ［ｉ＋１］とし、前述した単
一動作における目標速度パタンの算出方法に従って、動
作速度パタンを算出する。この算出したパタンを目標速
度パタンとして確定し、Ｖp ［ｉ＋１］とする。以上の
ようにして、補間指定のある動作要素ｉと補間指定のな
い動作要素（ｉ＋１）についての目標速度パタンを算出
することが可能となる。
指定が無い場合（ＩＰ［ｉ］＝ＦＡＬＳＥ）を、図９
（ｃ）を参照しながら説明する。図９（ｃ）に示すよう
に、Ｔ＝Ｔ［ｉ＋１］＋（１−ＴＩ［ｉ］）Ｔ［ｉ］、
Ｓ＝ＰＥ［ｉ＋１］−Ｐp ［ｉ＋１］とし、前述した単
一動作における目標速度パタンの算出方法に従って、動
作速度パタンを算出する。この算出したパタンを目標速
度パタンとして確定し、Ｖp ［ｉ＋１］とする。以上の
ようにして、補間指定のある動作要素ｉと補間指定のな
い動作要素（ｉ＋１）についての目標速度パタンを算出
することが可能となる。
【００５８】〈目標速度パタン算出アルゴリズム〉上述
した説明を踏まえ、本発明に係る目標速度パタン算出部
３２で実行される動作のアルゴリズムについて、図１０
のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。
した説明を踏まえ、本発明に係る目標速度パタン算出部
３２で実行される動作のアルゴリズムについて、図１０
のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。
【００５９】目標速度パタン算出部３２は、目標速度パ
タン算出を開始すると、まず初期化処理を行う（ステッ
プＳ１００）。すなわち、動作要素番号ｉをｉ＝０にリ
セットする処理と、本例では停止状態から動作を開始す
ることとしているので初速度ｖp ［０］をｖp ［０］＝
０にリセットする処理と、初期位置Ｐp ［０］をＰ
p［０］＝現在位置にセットする処理を実行する。初期
位置Ｐp ［０］にセットする現在位置については、図３
に示すサーボ制御部３３から現在位置情報を取得でき
る。
タン算出を開始すると、まず初期化処理を行う（ステッ
プＳ１００）。すなわち、動作要素番号ｉをｉ＝０にリ
セットする処理と、本例では停止状態から動作を開始す
ることとしているので初速度ｖp ［０］をｖp ［０］＝
０にリセットする処理と、初期位置Ｐp ［０］をＰ
p［０］＝現在位置にセットする処理を実行する。初期
位置Ｐp ［０］にセットする現在位置については、図３
に示すサーボ制御部３３から現在位置情報を取得でき
る。
【００６０】動作指示部１０から指示された動作指令の
要素番号ｉの動作について、時間Ｔ＝Ｔ［ｉ］、移動量
Ｓ＝ＰＥ［ｉ］−Ｐp ［ｉ］、初速ｖ0 ＝ｖp ［ｉ］と
して前記した単一動作についての目標速度パタンの算出
方法に従って目標速度パタンを算出する（ステップＳ１
０１）。この算出した目標速度パタンを仮速度パタンＶ
a ［ｉ］とする。すなわち、仮速度パタンＶa ［ｉ］
は、加速度と時間のセットが１つ以上３つ以下で構成さ
れることになる。
要素番号ｉの動作について、時間Ｔ＝Ｔ［ｉ］、移動量
Ｓ＝ＰＥ［ｉ］−Ｐp ［ｉ］、初速ｖ0 ＝ｖp ［ｉ］と
して前記した単一動作についての目標速度パタンの算出
方法に従って目標速度パタンを算出する（ステップＳ１
０１）。この算出した目標速度パタンを仮速度パタンＶ
a ［ｉ］とする。すなわち、仮速度パタンＶa ［ｉ］
は、加速度と時間のセットが１つ以上３つ以下で構成さ
れることになる。
【００６１】ここで、目標動作速度パタンを、初期位置
Ｐp ［ｉ］、初速ｖp ［ｉ］の状態から、まず加速度ａ
［ｉ］［０］で時間ｔ［ｉ］［０］の移動した後、次に
加速度ａ［ｉ］［１］で時間ｔ［ｉ］［１］の移動を行
い、最後に加速度ａ［ｉ］［２］で時間ｔ［ｉ］［２］
の移動を行うという３つの加速度と時間のセットから構
成されるパタンを想定する。このパタンのセット数をｎ
［ｉ］＝３とすると、Ｖa ［ｉ］は、下記式１１のよう
に記述することができる。
Ｐp ［ｉ］、初速ｖp ［ｉ］の状態から、まず加速度ａ
［ｉ］［０］で時間ｔ［ｉ］［０］の移動した後、次に
加速度ａ［ｉ］［１］で時間ｔ［ｉ］［１］の移動を行
い、最後に加速度ａ［ｉ］［２］で時間ｔ［ｉ］［２］
の移動を行うという３つの加速度と時間のセットから構
成されるパタンを想定する。このパタンのセット数をｎ
［ｉ］＝３とすると、Ｖa ［ｉ］は、下記式１１のよう
に記述することができる。
【００６２】
【数１０】
【００６３】目標速度パタン算出部３２は、仮速度パタ
ン算出が成功したかどうかを調べる（ステップＳ１０
２）。この算出が成功した場合にはステップＳ１０３に
進む（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）。失敗した場合（ス
テップＳ１０２／ＮＯ）には、目標速度パタン算出失敗
として終了する。
ン算出が成功したかどうかを調べる（ステップＳ１０
２）。この算出が成功した場合にはステップＳ１０３に
進む（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）。失敗した場合（ス
テップＳ１０２／ＮＯ）には、目標速度パタン算出失敗
として終了する。
【００６４】次いで、要素番号ｉでの動作について、補
間指定ＩＰ［ｉ］を調べて補間指定があり、かつ要素番
号ｉが動作要素数（ｎ−１）よりも小さい（ｉ＜（ｎ−
１））か調べる（ステップＳ１０３）。この条件を満た
している場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）には、動作
経路についての補間計算処理を行うステップＳ１０４に
進む。また上記条件を満たしていない場合（ステップＳ
１０３／ＮＯ）には、動作経路についての補間計算処理
を行わないステップＳ１０６へ進む。
間指定ＩＰ［ｉ］を調べて補間指定があり、かつ要素番
号ｉが動作要素数（ｎ−１）よりも小さい（ｉ＜（ｎ−
１））か調べる（ステップＳ１０３）。この条件を満た
している場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）には、動作
経路についての補間計算処理を行うステップＳ１０４に
進む。また上記条件を満たしていない場合（ステップＳ
１０３／ＮＯ）には、動作経路についての補間計算処理
を行わないステップＳ１０６へ進む。
【００６５】目標速度パタン算出部３２は、補間計算処
理を行う場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、初速ｖp
［ｉ］の仮速度パタンＶa ［ｉ］について、仮速度パタ
ンの動作開始時の時刻を０としたときの時刻ＴＩ［ｉ］
Ｔ［ｉ］における速度と位置を計算する。そして、それ
ぞれ次の要素番号（ｉ+ １）についての速度パタンを算
出するときの初速と初期位置（ｖp ［ｉ＋１］、および
Ｐp ［ｉ＋１］）とする。
理を行う場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、初速ｖp
［ｉ］の仮速度パタンＶa ［ｉ］について、仮速度パタ
ンの動作開始時の時刻を０としたときの時刻ＴＩ［ｉ］
Ｔ［ｉ］における速度と位置を計算する。そして、それ
ぞれ次の要素番号（ｉ+ １）についての速度パタンを算
出するときの初速と初期位置（ｖp ［ｉ＋１］、および
Ｐp ［ｉ＋１］）とする。
【００６６】ここで、仮速度パタンの動作開始時の時刻
を０としたときの時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］における速度
と位置の計算方法について説明する。まず、下記式１２
を満足するｎ’を求める。
を０としたときの時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ［ｉ］における速度
と位置の計算方法について説明する。まず、下記式１２
を満足するｎ’を求める。
【００６７】
【数１１】
【００６８】上記式１２で求めたｎ’を用いると、ｖp
［ｉ＋１］、およびＰp ［ｉ＋１］は、それぞれ下記式
１３および１４で表すことができる（ステップＳ１０
４）。
［ｉ＋１］、およびＰp ［ｉ＋１］は、それぞれ下記式
１３および１４で表すことができる（ステップＳ１０
４）。
【００６９】
【数１２】
【００７０】そして、補間計算開始時刻ＴＩ［ｉ］Ｔ
［ｉ］までの仮速度パタンＶa ［ｉ］を求めるべき目標
速度パタンＶp ［ｉ］とする。Ｖp ［ｉ］を、仮速度パ
タンＶ a ［ｉ］と同様に表現すると、下記式１５〜１７
と表すことができる（ステップＳ１０５）。
［ｉ］までの仮速度パタンＶa ［ｉ］を求めるべき目標
速度パタンＶp ［ｉ］とする。Ｖp ［ｉ］を、仮速度パ
タンＶ a ［ｉ］と同様に表現すると、下記式１５〜１７
と表すことができる（ステップＳ１０５）。
【００７１】
【数１３】
【００７２】補間計算処理を行わない場合（ステップＳ
１０３／ＮＯ）には、１つの動作要素毎に停止する速度
パタンを算出する。この場合、次の要素番号（ｉ+ １）
についての速度パタンを算出するときの初速について
は、ｖp ［ｉ＋１］＝０とする。また、次の要素番号
（ｉ+ １）についての速度パタンを算出するときの初期
位置についても算出する。この場合、１つの動作要素毎
に前動作要素の目標位置に到達する速度パタンを算出す
るので、Ｐp ［ｉ＋１］＝ＰＥ［ｉ］とする（ステップ
Ｓ１０６）。
１０３／ＮＯ）には、１つの動作要素毎に停止する速度
パタンを算出する。この場合、次の要素番号（ｉ+ １）
についての速度パタンを算出するときの初速について
は、ｖp ［ｉ＋１］＝０とする。また、次の要素番号
（ｉ+ １）についての速度パタンを算出するときの初期
位置についても算出する。この場合、１つの動作要素毎
に前動作要素の目標位置に到達する速度パタンを算出す
るので、Ｐp ［ｉ＋１］＝ＰＥ［ｉ］とする（ステップ
Ｓ１０６）。
【００７３】仮速度パタンを動作要素ｉの目標速度パタ
ンＶp ［ｉ］とする。すなわち、下記式１８で示すよう
に、セット数ｎ［ｉ］に応じて目標速度パタンｖ
p ［ｉ］を求める（ステップＳ１０７）。
ンＶp ［ｉ］とする。すなわち、下記式１８で示すよう
に、セット数ｎ［ｉ］に応じて目標速度パタンｖ
p ［ｉ］を求める（ステップＳ１０７）。
【００７４】
【数１４】
【００７５】上記いずれかの処理が終わった後、動作要
素番号を１増加させて、次に処理すべき動作要素番号を
セットする（ｉ＝ｉ＋１；ステップＳ１０８）。
素番号を１増加させて、次に処理すべき動作要素番号を
セットする（ｉ＝ｉ＋１；ステップＳ１０８）。
【００７６】そして、目標速度パタン算出部３２は、ス
テップＳ１０８で増加させたｉと動作要素数ｎを比較す
ることで終了判定を行う（ステップＳ１０９）。すなわ
ち、ｉ＜ｎを満足するときには（ステップＳ１０９／Ｙ
ＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、ｉ＜ｎを満足しない
ときには（ステップＳ１０９／ＮＯ）、目標速度パタン
ｖp を求めることができたので終了する（ステップＳ１
０９）。
テップＳ１０８で増加させたｉと動作要素数ｎを比較す
ることで終了判定を行う（ステップＳ１０９）。すなわ
ち、ｉ＜ｎを満足するときには（ステップＳ１０９／Ｙ
ＥＳ）、ステップＳ１０１に戻り、ｉ＜ｎを満足しない
ときには（ステップＳ１０９／ＮＯ）、目標速度パタン
ｖp を求めることができたので終了する（ステップＳ１
０９）。
【００７７】なお、本発明は、上記した例のように、加
速度が一定の場合の直線加減速動作に限定されて解釈さ
れるものではない。従って、加速度と減速度の絶対値が
異なる直線加減速動作の場合や、加速および減速状態に
おいて速度が非線形に変化するような動作の場合であっ
ても、移動時間と移動量を与えたときの目標速度パタン
を求めることができるならば、適宜変更して実施し得る
ものである。
速度が一定の場合の直線加減速動作に限定されて解釈さ
れるものではない。従って、加速度と減速度の絶対値が
異なる直線加減速動作の場合や、加速および減速状態に
おいて速度が非線形に変化するような動作の場合であっ
ても、移動時間と移動量を与えたときの目標速度パタン
を求めることができるならば、適宜変更して実施し得る
ものである。
【００７８】また、上記実施例においては、ステップＳ
１０２において、目標速度パタン算出失敗として終了す
るようなフローになっているが、このような場合に限っ
て、「指定動作を保証する目標動作速度パタンを算出す
る」という条件をはずして、移動時間を延長する、ある
いは移動量を増減させることによって、目標速度パタン
を算出することができるような実施形態も当然に可能で
ある。
１０２において、目標速度パタン算出失敗として終了す
るようなフローになっているが、このような場合に限っ
て、「指定動作を保証する目標動作速度パタンを算出す
る」という条件をはずして、移動時間を延長する、ある
いは移動量を増減させることによって、目標速度パタン
を算出することができるような実施形態も当然に可能で
ある。
【００７９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ロボットの動作部に対して、経路補間計算を
行う指定で動作指令をする場合において、最終目標位置
とその到達時刻を指定して、動作指令を与えることが可
能になる。これによって、音声出力中や音声出力終了時
などのタイミングで同期させてロボットの動作軸を動作
させたり、ＬＥＤの発光タイミングと同期させてロボッ
トの動作軸を動作させるなど、所望のタイミングで目標
位置に到達させるように、ロボットの動作軸を動作させ
ることができるようになる。
によれば、ロボットの動作部に対して、経路補間計算を
行う指定で動作指令をする場合において、最終目標位置
とその到達時刻を指定して、動作指令を与えることが可
能になる。これによって、音声出力中や音声出力終了時
などのタイミングで同期させてロボットの動作軸を動作
させたり、ＬＥＤの発光タイミングと同期させてロボッ
トの動作軸を動作させるなど、所望のタイミングで目標
位置に到達させるように、ロボットの動作軸を動作させ
ることができるようになる。
【００８０】さらに、最初に動作補間なしの動作を設計
しておき、この設計された動作を動作補間をするように
変更し、動作経路補間の開始時刻を変化させて動作指令
を与えることで、最終目標位置に到達する時刻を維持し
たまま、容易に補間の度合いを変更することが可能にな
り、滑らかな動作の設計を容易に行うことができるとい
う効果が得られる。
しておき、この設計された動作を動作補間をするように
変更し、動作経路補間の開始時刻を変化させて動作指令
を与えることで、最終目標位置に到達する時刻を維持し
たまま、容易に補間の度合いを変更することが可能にな
り、滑らかな動作の設計を容易に行うことができるとい
う効果が得られる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】ロボットに指示する動作のタイムチャートであ
る。
る。
【図３】本発明のモーターを示すブロック図である。
【図４】動作指令の構成を示す図である。
【図５】動作経路の補間を示す図である。
【図６】時間Ｔでの移動可能量を説明する図である。
【図７】時間Ｔでの制動距離を説明する図である。
【図８】単一動作についての目標速度パタンの算出を説
明する図である。
明する図である。
【図９】経路補間を行う場合についての目標速度パタン
のを説明する図である。
のを説明する図である。
【図１０】目標速度パタンの算出アルゴリズムを説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
１０ 動作指示部 １０ａ 動作スクリプト読み込み部 １０ｂ 動作振り分け処理部 １１ 頭動作制御部 １２ 足動作制御部 １３ ＬＥＤ制御部 １４ 音声出力制御部 １５ 頭部サーボモータ １６ 足部サーボモータ １７ ＬＥＤ １８ スピーカー ３１ モータ制御部 ３２ 目標速度パタン算出部 ３３ サーボ制御部 ３４ サーボモータ
Claims (7)
- 【請求項１】 ロボットの各動作部に動作開始位置から
一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置に動作
させる動作指令を、動作開始時刻からの各中間目標位置
および最終目標位置に到達すべき時間を指定して与える
手段と、 この連続した移動動作指令を与える際に各中間目標位置
付近での動作の経路の補間を行うか否かを指定する手段
と、 動作の補間を行う場合に、各中間目標位置毎に動作の経
路の補間を開始する時刻を指定する動作指令手段と、 動作部の駆動を制御するための目標速度パタンを生成す
る際に、動作の経路の補間をしない場合と経路の補間を
する場合のそれぞれで、最終目標位置に到達する時刻が
同一になる目標速度パタンの算出手段と、 当該目標速度パタンに基づいて各動作部の制御手段と、
を備えることを特徴とするロボットの制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のロボットの制御装置を有
するロボットであって、 前記ロボットは、 前記算出手段と前記制御手段とを具備するモーター駆動
手段と、 ＬＥＤ表示手段と、 音声出力手段と、 前記モーター駆動手段とＬＥＤ表示手段と音声出力手段
とに同時に動作指示を与えることが可能な動作指示手段
と、を備えることを特徴とするロボット。 - 【請求項３】 ロボットの各動作部に動作開始位置から
一つ以上の中間目標位置を経由して最終目標位置に動作
させる動作指令を、動作開始時刻からの各中間目標位置
および最終目標位置に到達すべき時間を指定して与える
ステップと、 この連続した移動動作指令を与える際に、各中間目標位
置付近での動作の経路の補間を行うか否かを指定するス
テップと、 動作の経路の補間を行う場合に、各中間目標位置毎に動
作の経路の補間を開始する時刻を指定するステップと、 動作部の駆動を制御するための目標速度パタンを生成す
る際に、経路の補間をしない場合と経路の補間をする場
合の両者において、最終目標位置に到達する時刻が同一
になる目標速度パタンを算出するステップと、 当該目標速度パタンに基づいて各動作部を制御するステ
ップと、を有することを特徴とするロボットの制御方
法。 - 【請求項４】 ロボットの各動作部に対して、経路補間
計算を行う指定で動作指令をする場合に、最終目標位置
とその到達時刻を指定して動作指令を与えることを特徴
とするロボットの制御装置。 - 【請求項５】 予め最初に動作補間なしの動作を設計
し、当該動作を動作補間をするように変更し、動作経路
補間の開始時刻を変化させて各動作部に動作指令を与え
ることを特徴とする請求項４に記載のロボット制御装
置。 - 【請求項６】 ロボットの動作を制御する制御装置にお
いて、ロボットの動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を与え、この連続した移動動作指令を与える際に各
中間目標位置付近での動作の補間を行うか否かを指定
し、動作の補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作
の補間を開始する時刻を指定し、 前記動作指令に基づき目標速度パタンを生成する際に、
経路の補間をしない場合と経路の補間をする場合の両者
で最終目標位置に到達するときの時刻と位置とが同一に
なる各動作部の動作軸の駆動を制御するための目標速度
パタンを算出し、 当該目標速度パタンに基づき、ロボットに各動作部の動
作制御を行わせることを特徴とするロボットの制御方
法。 - 【請求項７】 ロボットの動作を制御する制御装置にお
いて、ロボットの動作部に動作開始位置から一つ以上の
中間目標位置を経由して最終目標位置に動作させる動作
指令を与え、この連続した移動動作指令を与える際に各
中間目標位置付近での動作の補間を行うか否かを指定
し、動作の補間を行う場合には各中間目標位置毎に動作
の補間を開始する時刻を指定し、 前記動作指令に基づき目標速度パタンを生成する際に、
経路の補間をしない場合と経路の補間をする場合の両者
で最終目標位置に到達するときの時刻と位置とが同一に
なる各動作部の動作軸の駆動を制御するための目標速度
パタンを算出し、 当該目標速度パタンに基づき、各動作部の動作制御を行
うことを特徴とするロボットの制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001022509A JP4433618B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | ロボット制御装置、ロボットの制御方法及びロボット |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022509A JP4433618B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | ロボット制御装置、ロボットの制御方法及びロボット |
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|---|---|
| JP2002224977A true JP2002224977A (ja) | 2002-08-13 |
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- 2001-01-30 JP JP2001022509A patent/JP4433618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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