JP2688372B2 - Robot trajectory control device - Google Patents

Robot trajectory control device

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JP2688372B2
JP2688372B2 JP1203003A JP20300389A JP2688372B2 JP 2688372 B2 JP2688372 B2 JP 2688372B2 JP 1203003 A JP1203003 A JP 1203003A JP 20300389 A JP20300389 A JP 20300389A JP 2688372 B2 JP2688372 B2 JP 2688372B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 多関節ロボットの軌跡制御装置に関し、 特異点近傍でロボットをスムーズに動作させることが
できるロボットの軌跡制御装置を提供することを目的と
し、 指定された目標位置まで所定のサンプリング周期毎に
ロボットの手先位置を計算する目標位置計算手段と、ロ
ボットの現在位置を計算する現在位置計算手段と、目標
位置計算手段の出力および現在位置計算手段の出力に基
づいてロボットの関節角速度を計算する関節角速度計算
手段と、前記関節角速度の変化に基づいてロボットの関
節角度が不連続に変化する特異点に近づいたことを判別
する特異点近傍判別手段と、ロボットが特異点近傍にあ
るとき、前記関節角速度計算手段の出力が前サンプリン
グから次サンプリングへと増加傾向にある場合は、現在
の関節角速度計算手段の出力を減少補正し、又は、次サ
ンプリング後の前記関節角速度計算手段の出力が現在の
関節角速度計算手段の出力よりも小さい場合は、現在の
関節角速度計算手段の出力を大幅に減少補正し、特異点
近傍でロボットの行きすぎを防止する関節角速度を出力
する関節角速度補正手段と、を備えたことを特徴とす
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] A trajectory control device for an articulated robot, which aims to provide a trajectory control device for a robot capable of smoothly operating a robot in the vicinity of a singular point. Up to a predetermined sampling cycle until the target position calculation means for calculating the hand position of the robot, the current position calculation means for calculating the current position of the robot, the robot based on the output of the target position calculation means and the output of the current position calculation means Joint angular velocity calculation means for calculating the joint angular velocity of the robot, singular point neighborhood discriminating means for discriminating that the joint angle of the robot has approached a singular point at which the joint angle of the robot changes discontinuously based on the change of the joint angular velocity, and the robot has a singular point When the output of the joint angular velocity calculation means tends to increase from the previous sampling to the next sampling when in the vicinity, The output of the joint angular velocity calculation means is reduced or corrected, or when the output of the joint angular velocity calculation means after the next sampling is smaller than the output of the current joint angular velocity calculation means, the output of the current joint angular velocity calculation means is significantly increased. And a joint angular velocity correction unit that outputs a joint angular velocity that prevents the robot from overshooting in the vicinity of the singular point.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、ロボットの軌跡制御装置に係り、詳しく
は、ロボットの機構(関節の構成)に固有の特異点の近
傍をスムーズに通過させるための多関節ロボットの軌跡
制御装置に関する。
The present invention relates to a trajectory control device for a robot, and more particularly, to a trajectory control device for a multi-joint robot for smoothly passing near a singular point peculiar to a mechanism (joint configuration) of the robot.

近年の産業用ロボットの高精度化に伴ない、従来は人
間しか行うことができなかった精密組立作業へのロボッ
トの適用が要求されている。このためには、ロボットが
可動できる範囲内では軌跡を保障しながらかつスムーズ
に動作させる必要がある。
With the increase in precision of industrial robots in recent years, there is a demand for the robot to be applied to precision assembly work, which was conventionally only performed by humans. For this purpose, it is necessary for the robot to move smoothly while ensuring the trajectory within the movable range.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のこの種のロボットの軌跡制御装置としては、例
えば第7図に示す6自由度多関節型ロボットがある。第
7図において、1は6自由度多関節型ロボットであり、
6自由度多関節型ロボット1はアーム部2〜5と、回転
関節6〜8と、旋回関節9〜11と、により構成され、ア
ーム部5の先端には手先12が取り付けられている。6自
由度多関節型ロボット1は実際に作業を行うためのもの
であり、6自由度多関節型ロボット1には6自由度多関
節型ロボット1を制御するためのコンピュータ13および
コンピュータ13からのデータに基づいて6自由度多関節
型ロボット1を動かすための制御値を演算し、6自由度
多関節型ロボット1のサーボ系に動作指令を出力する制
御部14が接続されている。
As a conventional trajectory control device for this type of robot, for example, there is a 6-DOF articulated robot shown in FIG. In FIG. 7, 1 is a 6-DOF articulated robot,
The 6-degree-of-freedom articulated robot 1 is composed of arms 2 to 5, rotary joints 6 to 8 and swivel joints 9 to 11, and a hand 12 is attached to the tip of the arm 5. The 6-DOF articulated robot 1 is for actually performing work. The 6-DOF articulated robot 1 includes a computer 13 for controlling the 6-DOF articulated robot 1 and a computer 13 for controlling the 6-DOF articulated robot 1. A control unit 14 that calculates a control value for moving the 6-DOF articulated robot 1 based on the data and outputs an operation command to the servo system of the 6-DOF articulated robot 1 is connected.

ところが、従来の6自由度多関節型ロボット1の軌跡
制御方式では、特異点近傍を直線的に動作させるとある
関節(6自由度多関節型ロボット1にあっては第4回転
関節7と第6回転関節8)が急激に動作し、作業の安全
性を保障できなかった。第8図(a)は特異点近傍通過
時の第6回転関節8の角度変位θ6を示す図であり、第
8図(b)はその特異点近傍通過時の速度変位θ6を示
している。第8図(b)に示すように第6関節回転関節
8がある角度関係になると関節角度が不連続に変化する
特異点が発生するため、特異点近傍での作業は不可能で
ある。6自由度多関節型ロボット1に固有の特異点をチ
ェックしてロボットの軌跡制御を行うものとして、例え
ば特開昭58−114888号公報に記載されたものがある。こ
のものは、計算したロボットの目標関節角度と現在関節
角度との差から、計算値の解の種類が変更したどうかを
チェックし、解の種類が変更して、特異点が近くなった
場合には、移動時間(サンプリングタイム)を補正する
(延ばす)ことにより特異点をスムーズに通過できる角
速度を求めるようにしている。
However, in the conventional trajectory control method for the 6-DOF articulated robot 1, a joint that moves linearly near a singular point (in the 6-DOF articulated robot 1, the fourth rotary joint 7 and the The 6 revolving joint 8) suddenly moved, and the work safety could not be guaranteed. FIG. 8 (a) is a diagram showing the angular displacement θ 6 of the sixth rotary joint 8 when passing near the singular point, and FIG. 8 (b) shows the velocity displacement θ 6 when passing near the singular point. There is. As shown in FIG. 8 (b), when the sixth joint revolute joint 8 has a certain angular relationship, a singular point at which the joint angle changes discontinuously occurs, so work in the vicinity of the singular point is impossible. An example of a robot that controls the trajectory of a robot by checking the singularity peculiar to the 6-degree-of-freedom articulated robot 1 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-114888. This one checks whether the solution type of the calculated value has changed from the difference between the calculated joint angle of the robot and the current joint angle, and when the type of solution changes and the singular point becomes close, Corrects (extends) the moving time (sampling time) to obtain an angular velocity that can smoothly pass through a singular point.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来のロボットの軌跡制御
装置にあっては、第8図(b)に示すように特異点近傍
を通過する場合は、ある関節が最大角速度で動作し、ス
ムーズとは言えないまでも目標位置にたどり着くもの
の、第9図(a)に特異点近傍停止時の角度変位θ6
示すように特異点近傍で停止させる場合には、停止させ
る直前まで最大速度で動作しているため、第9図(b)
に特異点近傍停止時の速度変位6を示すように少し行
きすぎてから戻るという軌跡を描いてしまう。このよう
にある軸が行きすぎてしまうため軌跡がズレてしまい精
密な組立作業のような場合には部品の破壊等を惹き起こ
す場合がある。また、特異点近傍での制御が必ずしも十
分でないために特異点近傍には作業のできない領域が依
然として存在し、作業可能領域が限定されたものとなら
ざるを得なかった。
However, in such a conventional robot trajectory control device, when passing through the vicinity of a singular point, a certain joint operates at the maximum angular velocity as shown in FIG. Even though the target position is reached, even if it is stopped near the singular point as shown in FIG. 9 (a), which shows the angular displacement θ 6 at the time of stopping near the singular point, it is operating at the maximum speed immediately before the stop. Therefore, FIG. 9 (b)
Then, as shown by the velocity displacement 6 at the time of stopping near the singular point, it draws a trajectory that goes a little too far and then returns. Since a certain axis goes too far in this way, the locus is deviated, and in the case of precision assembly work, parts may be broken. Further, since control in the vicinity of the singular point is not always sufficient, there is still a region in which work cannot be performed near the singular point, and the workable region must be limited.

そこで本発明は、特異点近傍でロボットをスムーズに
動作させることができるロボットの軌跡制御装置を提供
することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a trajectory control device for a robot that can smoothly move the robot near a singular point.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明によるロボットの軌跡制御装置は上記目的達成
のため、指定された目標位置まで所定のサンプリング周
期毎にロボットの手先位置を計算する目標位置計算手段
と、ロボットの現在位置を計算する現在位置計算手段
と、目標位置計算手段の出力および現在位置計算手段の
出力に基づいてロボットの関節角速度を計算する関節角
速度計算手段と、前記関節角速度の変化に基づいてロボ
ットの関節角度が不連続に変化する特異点に近づいたこ
とを判別する特異点近傍判別手段と、ロボットが特異点
近傍にあるとき、前記関節角速度計算手段の出力が前サ
ンプリングから次サンプリングへと増加傾向にある場合
は、現在の関節角速度計算手段の出力を減少補正し、又
は、次サンプリング後の前記関節角速度計算手段の出力
が現在の関節角速度計算手段の出力よりも小さい場合
は、現在の関節角速度計算手段の出力を大幅に減少補正
し、特異点近傍でロボットを円滑に停止させる関節角速
度を出力する関節角速度補正手段と、を備えたことを特
徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a robot trajectory control device according to the present invention calculates a target position calculation means for calculating a hand position of a robot at a predetermined sampling cycle up to a designated target position, and a current position calculation for calculating a current position of the robot. Means, a joint angular velocity calculation means for calculating the joint angular velocity of the robot based on the outputs of the target position calculation means and the output of the current position calculation means, and the joint angle of the robot discontinuously changes based on the change of the joint angular velocity. If the output of the joint angular velocity calculation means tends to increase from the previous sampling to the next sampling when the robot is near the singular point, the present joint The output of the angular velocity calculation means is reduced and corrected, or the output of the joint angular velocity calculation means after the next sampling is the current joint angular velocity meter. If the output is smaller than the output of the means, the present output of the joint angular velocity calculation means is significantly reduced and corrected, and the joint angular velocity correction means for outputting the joint angular velocity for smoothly stopping the robot near the singular point is provided. Characterize.

〔作用〕[Action]

本発明では、関節角速度計算手段の出力の変化傾向に
基づいて現在の関節角速度計算手段の出力を減少補正す
るようにしたので、特異点近傍における出力が適正化さ
れ、特異点近傍停止時の行きすぎが防止される。
According to the present invention, the current output of the joint angular velocity calculation means is reduced and corrected based on the change tendency of the output of the joint angular velocity calculation means. Too much is prevented.

〔実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1〜6図は本発明に係るロボットの軌跡制御装置の
一実施例を示す図であり、本実施例は本発明を6自由度
多関節型ロボットに適用した例である。
1 to 6 are diagrams showing an embodiment of a trajectory control apparatus for a robot according to the present invention. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a 6-DOF articulated robot.

まず、構成を説明する。実際に作業を行うための6自
由度多関節型ロボット1の構成自体は第7図で示した従
来例と同一構成であるためその説明は省略する。
First, the configuration will be described. The structure itself of the 6-DOF articulated robot 1 for actually performing the work is the same as that of the conventional example shown in FIG.

本発明は6自由度多関節型ロボット1を制御する制御
方法が従来例と異なる。第1図において、21はロボット
の軌跡を制御するための制御装置(ロボットの軌跡制御
装置)であり、制御装置21は指定された目標位置まで所
定のサンプリング周期で6自由度多関節型ロボット1の
手先位置、姿勢を計算する直線補間部(目標位置計算手
段)22と、制御部(ロボット制御装置)14から出力され
る各関節のエンコーダカウンタ数から現在のロボット1
の手先位置を計算するロボット現在位置計算部(ロボッ
ト現在位置計算印手段)23と、直線補間部22およびロボ
ット現在位置計算部23の出力結果に基づいてロボット1
の関節角速度を計算し、特異点近傍でロボット1をスム
ーズに動作させる関節角速度を計算する速度計算部(関
節角速度計算手段、関節角速度補正手段)24と、各関節
の速度の変化から特異点近傍か否かを判定する特異点近
傍判定部(特異点近傍判別手段)25と、速度計算部24で
計算した関節角速度を制御部(ロボット制御装置)14に
対して出力する速度出力部26と、により構成されてい
る。
The present invention is different from the conventional example in the control method for controlling the 6-DOF articulated robot 1. In FIG. 1, reference numeral 21 is a control device (robot trajectory control device) for controlling the trajectory of the robot. The control device 21 is a 6-DOF articulated robot 1 with a predetermined sampling cycle up to a designated target position. The present robot 1 based on the linear interpolation unit (target position calculation means) 22 for calculating the hand position and posture of the robot and the encoder counter number of each joint output from the control unit (robot control device) 14.
Robot current position calculation unit (robot current position calculation marking means) 23 for calculating the hand position of the robot, and the robot 1 based on the output results of the linear interpolation unit 22 and the robot current position calculation unit 23.
Of the joint angular velocities (joint angular velocity calculation means, joint angular velocity correction means) 24 for calculating the joint angular velocities of the robot 1 and the joint 1 for smoothly operating the robot 1 near the singular point, and the vicinity of the singular point based on the change in the velocity of each joint. A singular point neighborhood determination unit (singular point neighborhood determination means) 25 for determining whether or not, a velocity output unit 26 for outputting the joint angular velocity calculated by the velocity calculation unit 24 to the control unit (robot control device) 14, It is composed by.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

第2図は特異点近傍でのロボット軌跡制御方法のプログ
ラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所定
期間(例えば、30mS)毎に一度実行される。同図中Pn
(n=1、2、……)はプログラムの各ステップを示
す。
FIG. 2 is a flowchart showing a program of a robot trajectory control method in the vicinity of a singular point, and this program is executed once every predetermined period (for example, 30 mS). Pn in the figure
(N = 1, 2, ...) Indicates each step of the program.

まず、P1で指示された直線動作に対し、所定のサンプ
リング周期でロボット1の手先位置を計算する。多関節
型ロボット1では、空間上でのXYZαβγの6つのパラ
メータが必要である。次いで、P2でロボット1の現在位
置をエンコーダから読み取り、次の目標位置に移動する
位置までの速度を計算する。次のサンプリング周期後に
移動すべきロボットの位置での関節角を(θ1、θ2、θ
3、……、θ6)、現在位置での6自由度多関節型ロボッ
ト1の関節角を(θ1′、θ2′、θ3′、……、θ6′)
とすると、各関節を次の位置に移動させる目標速度は
次式で計算される。
First, the hand position of the robot 1 is calculated at a predetermined sampling cycle for the linear motion designated by P 1 . The articulated robot 1 needs six parameters XYZαβγ in space. Next, at P 2 , the current position of the robot 1 is read from the encoder and the speed to the position where the robot 1 moves to the next target position is calculated. The joint angles at the position of the robot that should move after the next sampling period are (θ 1 , θ 2 , θ
3, ......, θ 6), the six degrees of freedom articulated joint angle of the robot 1 at the current position (θ 1 ', θ 2' , θ 3 ', ......, θ 6')
Then, the target speed for moving each joint to the next position is calculated by the following equation.

但し、DT:サンプリングタイム P4ではP3で計算した速度iが急激に変化(上昇)し
ているか否かを判別し、変化しているときは特異点近傍
と判断してP5に進み、変化していないときはそのままP9
に進む。すなわち、P4では1サンプリングタイム前に出
力した速度をi′とすると、次式を満足したとき特
異点近傍と判断し、次式が成立しないときは第式で
計算された速度を出力する。
However, at DT: sampling time P 4 , it is determined whether or not the speed i calculated in P 3 is abruptly changing (increasing), and if it is changing, it is judged to be near the singular point and the process proceeds to P 5 . as it is when they are not being changed P 9
Proceed to. That is, in P 4 , assuming that the speed output one sampling time before is i ′, it is determined that the speed is near the singular point when the following expression is satisfied, and the speed calculated by the expression is output when the following expression is not satisfied.

但し、α:定数 特異点近傍と判断したときはP5で先の目標位置の速
度、すなわち、1サンプリング周期後の速度i″(i
=1〜6)を計算する(第3図参照)。すなわち、目標
位置の速度は第式により直線補間で計算されることが
判っているから、現時点で1つ先のロボット1の手先位
置の関節角がどの程度変位するかは計算により求めるこ
とができる。
However, when it is judged that α is a constant near a singular point, the speed of the previous target position is determined in P 5 , that is, the speed i ″ (i
= 1 to 6) is calculated (see FIG. 3). That is, it is known that the velocity of the target position is calculated by the linear interpolation by the equation, and thus it is possible to calculate how much the joint angle at the hand position of the robot 1 ahead by one is displaced. .

次いで、P6で速度iが急激に減少したか否かを判別
し、速度が急激に減少したときはロボット1を適切に目
標位置で停止させるために速度を落とさなければならな
いと判断して以下に述べる方法によってP7で速度を落と
し、速度が急激に減少していないときはP8である比率で
速度を上げる。すなわち、目標位置ではロボット1を角
速度=0として停止させなければならないため、むやみ
に速度を上げてはならないという規則を設定する。した
がって、特異点近傍の第6関節の角度変位θ6を第4図
に示し、第4図中楕円Aで囲んだ部分の速度変位6
第5図に示すと、第5図に示されるように1サンプリン
グタイム前に出力した速度i′が現在の速度iに増
え、更に1つ先のサンプリングタイム後の速度i″に
増大している場合、すなわち、次式を満足する場合は
次式により速度iにある比率βを掛けて速度を抑え
る。速度制御後の速度は6Hで示され、第5図に示すよ
うに速度が落とされる。
Next, at P 6 , it is judged whether or not the speed i has drastically decreased, and when the speed has drastically decreased, it is judged that the speed must be reduced in order to properly stop the robot 1 at the target position. Decrease the speed at P 7 by the method described in, and increase the speed at a ratio of P 8 when the speed does not decrease rapidly. That is, since the robot 1 has to be stopped at the target position with the angular velocity = 0, a rule is set that the velocity should not be increased unnecessarily. Therefore, the angular displacement θ 6 of the sixth joint near the singular point is shown in FIG. 4, and the velocity displacement 6 of the portion surrounded by the ellipse A in FIG. 4 is shown in FIG. When the speed i ′ output one sampling time before increases to the current speed i and further increases to the speed i ″ after the previous sampling time, that is, when the following expression is satisfied, The speed i is controlled by multiplying it by a certain ratio β. The speed after speed control is shown as 6H , and the speed is reduced as shown in FIG.

i′<i<i″ ……iHi×β (0<β<1) …… 但し、β:定数 また、第4図中楕円Bで囲んだ部分の速度変位6
第6図に示すと、第6図に示すように1つ先のサンプリ
ングタイム数の速度i″が現在の速度iよりも小さい
場合、すなわち、第4図中楕円Bあるいは前述した第9
図(a)に示すように特異点近傍停止時でロボット1を
速やかに止めなければならないような場合は次式によ
り事前に強力に速度を落とすようにする。このときの速
度は6Hで示され、6′、66″と6Hとの関係
は第6図で示される。
i ′ <i <i ″ ... iH = i × β (0 <β <1), where β: constant Also, FIG. 6 shows the velocity displacement 6 of the portion surrounded by the ellipse B in FIG. As shown in FIG. 6, when the speed i ″ of the next sampling time number is smaller than the current speed i , that is, the ellipse B in FIG.
As shown in FIG. 7A, when the robot 1 has to be stopped quickly when stopped near the singular point, the speed is strongly reduced beforehand by the following equation. Speed at this time is represented by 6H, 6 ', the relationship between the 6, 6 "and 6H is shown in Figure 6.

一方、P6で速度が急激に減少していないときはロボッ
ト1が特異点近傍にあり速度を上げる必要があると判断
してP8である比率で速度を上げP9に進む。P9では前記ス
テップP3、P7あるいはP8で計算された速度を速度出力部
26から制御部(ロボット制御装置)14に出力し、P10
最終的な目標値である終点となったか否かを判別し、終
点となったときは今回の処理を終え、終点となっていな
いときはP1に戻る。
On the other hand, when the speed does not decrease sharply at P 6, it is judged that the robot 1 is near the singular point and it is necessary to increase the speed, and the speed is increased at a ratio of P 8 and the process proceeds to P 9 . In P 9 , the speed calculated in the above steps P 3 , P 7 or P 8 is used as the speed output section.
Control unit from 26 output to (a robot controller) 14, to determine whether it is an end point which is the final target value P 10, is completed this process when it becomes the end point, making it the end point If not, return to P 1 .

以上述べたように、本実施例では速度を常に監視し、
傾き(速度変化)がある値を超えたら特異点近傍に入っ
たと判別し、1サンプリング周期後の速度i″に基づ
いて速度iが目標位置でスムーズに停止、通過するよ
うに補正される。したがって、特異点近傍の通過、停止
をスムーズに行なうことができるため、従来では特異点
近傍での作業は不可能だったものが、特異点近傍でも作
業可能になり、ロボットの作業可能領域が大幅に拡が
る。また、制御精度の向上から特異点近傍での部品損傷
等を気にしなくても済むことになる。さらに、特異点近
傍での作業を極力避けるように事前にロボット、組立部
品等の設置位置を十分考慮する必要がなくなった。
As described above, in this embodiment, the speed is constantly monitored,
When the inclination (change in speed) exceeds a certain value, it is determined that the vehicle has entered the vicinity of the singular point, and the speed i is corrected so that it stops and passes smoothly at the target position based on the speed i ″ after one sampling period. Since it is possible to smoothly pass and stop near the singular point, it was possible to work near the singular point in the past, but it is now possible to work near the singular point, greatly increasing the workable area of the robot. In addition, the improved control accuracy eliminates the need to worry about damage to parts near the singular point, etc. Furthermore, robots and assembly parts are installed in advance to avoid work near the singular point as much as possible. It is no longer necessary to consider the position.

なお、本実施例では本発明を6自由度多関節型ロボッ
ト1の軌跡制御に適用した例であるが、これに限らず、
機構的に特異点が存在する全てのロボットの軌跡制御に
本制御装置を適用可能である。
Although the present embodiment is an example in which the present invention is applied to the trajectory control of the 6-DOF articulated robot 1, the present invention is not limited to this.
The present controller can be applied to trajectory control of all robots having singular points mechanically.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、関節角速度計算手段の出力の変化傾
向に基づいて現在の関節角速度計算手段の出力を減少補
正するようにしたので、特異点近傍における出力を適正
化でき、特異点近傍停止時の行きすぎが防止されるとい
う格別の効果が得られる。
According to the present invention, the current output of the joint angular velocity calculation means is reduced and corrected based on the change tendency of the output of the joint angular velocity calculation means. Therefore, the output in the vicinity of the singular point can be optimized and when the vicinity of the singular point is stopped. It is possible to obtain the special effect of preventing the overshooting of.

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

第1〜6図は本発明に係るロボットの軌跡制御装置の一
実施例を示す図であり、 第1図はそのロボットの軌跡制御装置を示すブロック構
成図、 第2図はその特異点近傍でのロボット軌跡制御方法のプ
ログラムを示すフローチャート、 第3図はその特異点近傍での第6関節の角度変位と角速
度との関係を示す図、 第4図はその特異点近傍での第6関節の角度変位図、 第5図はその特異点近傍通過時の第6関節の角速度変位
図、 第6図はその特異点近傍停止時の第6関節の角速度変位
図、 第7〜9図は従来のロボットの軌跡制御装置を示す図で
あり、 第7図はその6自由度多関節型ロボットを示す全体構成
図、 第8図(a)はその特異点近傍通過時の第6関節の角度
変位図、 第8図(b)はその特異点近傍通過時の第6関節の角速
度変位図、 第9図(a)はその特異点近傍停止時の第6関節の角度
変位図、 第9図(b)はその特異点近傍停止時の第6関節の角速
度変位図である。 1……6自由度多関節型ロボット(ロボット)、2〜5
……アーム部、6〜8……回転関節、9〜11……旋回関
節、12……手先、14……制御部、21……制御装置(ロボ
ットの軌跡制御装置)、22……直線補間部(目標位置計
算手段)、23……ロボット現在位置計算部(ロボット現
在位置計算手段)、24……速度計算部(関節角速度計算
手段、関節角速度補正手段)、25……特異点近傍判定部
(特異点近傍判別手段)、26……速度出力部。
1 to 6 are views showing an embodiment of a robot trajectory control device according to the present invention. FIG. 1 is a block configuration diagram showing the robot trajectory control device, and FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a program of the robot trajectory control method of FIG. 3, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the angular displacement and angular velocity of the sixth joint near its singular point, and FIG. Fig. 5 is an angular displacement diagram, Fig. 5 is an angular velocity displacement diagram of the sixth joint when passing near the singular point, Fig. 6 is an angular velocity displacement diagram of the sixth joint when stopped near the singular point, and Figs. It is a figure which shows the locus | trajectory control apparatus of a robot, FIG. 7 is the whole block diagram which shows the 6-degree-of-freedom articulated robot, and FIG. 8 (a) is the angular displacement figure of the 6th joint at the time of the vicinity of the singular point. , Fig. 8 (b) is the angular velocity displacement diagram of the sixth joint when passing near the singular point. FIG. 9 (a) is an angular displacement diagram of the sixth joint when stopped near the singular point, and FIG. 9 (b) is an angular velocity displacement diagram of the sixth joint when stopped near the singular point. 1 ... 6 degree of freedom articulated robot (robot), 2-5
...... Arm part, 6 to 8 ...... Rotary joint, 9 to 11 ...... Rotating joint, 12 ...... Hand, 14 ...... Control unit, 21 ...... Control device (robot trajectory control device), 22 ...... Linear interpolation Section (target position calculation means), 23 ... Robot current position calculation section (robot current position calculation means), 24 ... Velocity calculation section (joint angular velocity calculation means, joint angular velocity correction means), 25 ... Singular point vicinity determination section (Means for discriminating near singular point), 26 ... Velocity output section.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】指定された目標位置まで所定のサンプリン
グ周期毎にロボットの手先位置を計算する目標位置計算
手段と、 ロボットの現在位置を計算する現在位置計算手段と、 目標位置計算手段の出力および現在位置計算手段の出力
に基づいてロボットの関節角速度を計算する関節角速度
計算手段と、 前記関節角速度の変化に基づいてロボットの関節角度が
不連続に変化する特異点に近づいたことを判別する特異
点近傍判別手段と、 ロボットが特異点近傍にあるとき、前記関節角速度計算
手段の出力が前サンプリングから次サンプリングへと増
加傾向にある場合は、現在の関節角速度計算手段の出力
を減少補正し、又は、次サンプリング後の前記関節角速
度計算手段の出力が現在の関節角速度計算手段の出力よ
りも小さい場合は、現在の関節角速度計算手段の出力を
大幅に減少補正し、特異点近傍でロボットの行きすぎを
防止する関節角速度を出力する関節角速度補正手段と、
を備えたことを特徴とするロボットの軌跡制御装置。
1. A target position calculating means for calculating a hand position of a robot at a predetermined sampling cycle up to a designated target position, a current position calculating means for calculating a current position of the robot, and an output of the target position calculating means. Joint angular velocity calculation means for calculating the joint angular velocity of the robot based on the output of the current position calculation means, and singularity for determining that the joint angle of the robot has approached a singular point where the robot joint angle changes discontinuously based on the change of the joint angular velocity When the output of the joint angular velocity calculation means tends to increase from the previous sampling to the next sampling when the robot is near the singular point and the point neighborhood determination means, the output of the current joint angular velocity calculation means is corrected to decrease, Alternatively, if the output of the joint angular velocity calculation means after the next sampling is smaller than the output of the current joint angular velocity calculation means, the current joint Joint angular velocity correction means for significantly reducing the output of the angular velocity calculation means and outputting the joint angular velocity for preventing the robot from overshooting near the singular point,
A trajectory control device for a robot, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4868201B2 (en) * 2004-10-06 2012-02-01 シンフォニアテクノロジー株式会社 Pulse motor
JP5433304B2 (en) * 2009-05-22 2014-03-05 川崎重工業株式会社 Robot control apparatus and method
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63305407A (en) * 1987-06-08 1988-12-13 Fujitsu Ltd Locus control system for robot

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