JP2918269B2 - Robot movement control method - Google Patents
Robot movement control methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、速度制御が曲線で行われている場合のロボ
ットの移動制御方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the movement of a robot when speed control is performed by a curve.
従来の技術 従来、ロボットの移動速度制御を行う場合、速度曲線
が直線的に変化するものと曲線的に変化するものとがあ
る。直線的に変化するものは制御が簡単なため例えば台
形形状に速度を制御する方式として知られるが、速度変
化の際、衝撃が大きいため、高速に動かすには曲線的に
変化する制御が多用される。この制御によれば、加減を
曲線で行うためエネルギーロスが少なく、速度変化が連
続的であることから停止振動が小さいことなどの特徴が
ある。この曲線的に変化される制御において、短距離を
移動させる制御方法としては、モータの最大電流を越え
ないようにしながら、所定の最高速度に達するまで加速
し、所定の最高速度に達した後、直ちに停止するまで減
速する速度曲線を基準として、この際の移動距離を基準
移動距離、速度曲線を基準移動距離における速度曲線
（第１図に示す速度曲線Sm参照）とし、この速度曲線を
相以形に縮小したもの（第１図に示す速度曲線Ｓ参照）
で制御する方法が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, when controlling the movement speed of a robot, there are a speed curve that changes linearly and a curve that changes curve. A system that changes linearly is known as a system that controls the speed in a trapezoidal shape, for example, because it is easy to control.However, when the speed changes, a large amount of impact is used. You. According to this control, there is a characteristic that the energy loss is small because the adjustment is performed in a curve, and the stop vibration is small because the speed change is continuous. In the control that is changed in a curved manner, as a control method of moving a short distance, while not exceeding the maximum current of the motor, accelerate until reaching a predetermined maximum speed, and after reaching the predetermined maximum speed, based on the velocity curve to decelerate until immediately stopped, the reference travel distance moving distance at this time, the speed curve and the speed curve at the reference travel distance (see velocity curve S m shown in FIG. 1), the velocity curve phase Reduced to the following shape (see speed curve S shown in Fig. 1)
Is used.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記の基準移動距離より短い距離を動
かす場合において、速度曲線を相以形に縮小した制御方
法では、第１図に示す速度曲線Smと速度曲線Ｓとを比較
することで分かるが、速度曲線Ｓの立ち上がり時は、モ
ータトルクの最大値を使い、且つ、アームが振動をしな
いように最適に求められた基準の速度曲線Smの曲線より
も急なカーブを描くことになり、当然のことながら立ち
上げ停止時に振動が生じるため、モータなどの駆動源に
対する過負荷、および機構系に対する疲労的な破壊など
数多くの問題点を有していた。0006 However, in the case of moving a short distance from the reference movement distance of the, in the reduced control method the speed curve in the phase以形, the speed curve S m and velocity curve S shown in FIG. 1 As can be seen from the comparison, at the time of the rise of the speed curve S, the maximum value of the motor torque is used, and the curve is steeper than the curve of the reference speed curve S m which is optimally determined so that the arm does not vibrate. As a matter of course, vibration occurs at the time of start-up and stop, so that there are many problems such as overload on a driving source such as a motor and fatigue damage to a mechanical system.
また、この問題を解決するために速度曲線を相以系に
縮小した後に、一定の割合で曲線を補正する方法が用い
られることもあるが、必要以上の速度制限が行われた
り、割合も一定値であることから、動作タクトの増大お
よびきめ細かな制御が不可能など問題点が多かった。In order to solve this problem, a method of correcting the curve at a fixed rate after reducing the speed curve to a similar system may be used, but the speed limit is more than necessary and the rate is fixed. Because of the value, there are many problems such as an increase in operation tact and inability to perform fine control.
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、短距離移動時に
も滑らかで最適な加減速制御を実現し得る制御方法を提
供するものである。In view of the above problems, the present invention provides a control method capable of realizing smooth and optimal acceleration / deceleration control even during a short distance movement.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明のロボットの移動制
御方法は、ロボットの２点間移動動作を所定の基準移動
距離よりも短い距離を移動する場合において、ロボット
が基準移動距離を移動する場合におけるロボットの最高
速度までの加速時間および最高速度から停止するまでの
減速時間の合計値と、ロボットの指定移動時間との割
合、並びにこの割合に対して作成された補正用のデータ
テーブルとを使用して、基準移動距離よりも短い距離を
移動するロボットに適した最高速度、加速時間および減
速時間を決定するようにし、常に前記基準移動距離の速
度曲線の内側に前記短い距離の速度曲線が入るように補
正する方法である。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the robot movement control method of the present invention provides a method for controlling the movement of a robot between two points over a distance shorter than a predetermined reference movement distance. The ratio of the total value of the acceleration time to the maximum speed of the robot and the deceleration time from the maximum speed to the stop when moving the moving distance, and the ratio of the specified movement time of the robot, and the correction created for this ratio Using the data table, the maximum speed, acceleration time and deceleration time suitable for the robot moving a distance shorter than the reference movement distance are determined, and the short time is always inside the speed curve of the reference movement distance. This is a method of correcting so that the speed curve of the distance is included.
作 用 上記の制御方法によると、従来制御するために用いら
れてきたパラメータを利用した簡単な数値計算で、しか
もきめ細かい補正を実現することができる。また、補正
データはテーブルになっているため、機構系の変化や動
力部の変化にも簡単に対応することができる。Operation According to the above-described control method, it is possible to realize a fine correction by a simple numerical calculation using parameters conventionally used for control. Further, since the correction data is stored in a table, it is possible to easily cope with a change in the mechanical system or a change in the power unit.
実施例 以下、本発明の一実施例におけるロボットアーム（複
数の駆動軸を有する位置決め装置でもよい）の移動制御
方法について図面しながら説明する。Embodiment Hereinafter, a movement control method of a robot arm (a positioning device having a plurality of drive shafts) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本実施例における制御方法の原理を説明す
る特性図である。第１図中、Vmはロボットの所定の最高
速度を示し、tuはロボットが前記所定の最高速度にまで
モータの最大電流値以内で且つ、振動することなく立ち
上がるための加速時間を示し、tdは前記所定の最高速度
から立ち上げ時と同条件で停止するまでの減速時間を示
し、Smは前記従来の技術で記載した基準移動距離におけ
る速度曲線を示し、Ｓは任意の動作させたい指定移動距
離における速度曲線を示してり、前記指定移動距離を前
記基準距離を移動する際の速度曲線を相以形的に縮小し
た速度曲線で移動させるものである。この移動に要する
時間を指定移動時間とする。また、Ｓ′は補正を行った
速度曲線を示す。なお、上記移動動作は２点間を移動す
る場合であり、その移動動作はPTP（point to pointの
略）動作として知られている。また、前記tu、tdは、駆
動源例えばモータが持つ最大トルク以内で立ち上がり、
停止位置決め時にオーバーシュートしない様な内部設定
された加減速で移動した場合の加速・減速時間であり、
また、基準移動距離は、長距離移動（所定の最高速度部
分が存在する移動）の場合に於ける所定の最高速度まで
の所定の加速と減速のみで移動できる最小距離、更に、
指定移動時間は指定された移動距離（軸移動の指令値）
を前記内部設定された加減速で移動した場合の移動時間
とそれぞれいえる。FIG. 1 is a characteristic diagram illustrating the principle of the control method according to the present embodiment. In FIG. 1, V m represents the predetermined maximum speed of the robot, t u are robots and within the maximum current value of the motor to the predetermined maximum speed indicates the acceleration time for stand up without vibration, t d indicates a deceleration time from the predetermined maximum speed to a stop under the same conditions as when starting up, S m indicates a speed curve at the reference moving distance described in the conventional technique, and S indicates an arbitrary operation. A speed curve at a desired designated moving distance is shown, and the designated moving distance is moved by a speed curve which is a contraction of the speed curve at the time of moving the reference distance. The time required for this movement is defined as a designated movement time. S 'indicates a corrected speed curve. The above-mentioned movement operation is a case of moving between two points, and the movement operation is known as a PTP (abbreviation for point-to-point) operation. Further, the t u, t d is rising within the maximum torque which the drive source for example, a motor has,
Acceleration / deceleration time when moving with internally set acceleration / deceleration that does not cause overshoot during stop positioning.
The reference movement distance is a minimum distance that can be moved only by a predetermined acceleration and a deceleration up to a predetermined maximum speed in the case of long-distance movement (movement in which a predetermined maximum speed portion exists).
The specified movement time is the specified movement distance (axis movement command value)
Can be said to be the movement time when the robot moves at the acceleration / deceleration set internally.
次に、最高速度、加速時間および減速時間を補正する
ことにより前記速度曲線Ｓ′を求める方法を第２図のフ
ローチャートに基づき説明する。先ず、ステップ１で基
準移動距離における加速時間tuと減速時間tdとを予めメ
モリーに入力しておき、それを読み出す。Next, a method of obtaining the speed curve S 'by correcting the maximum speed, the acceleration time and the deceleration time will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it has entered the acceleration time t u and deceleration time t d in advance in the memory in the reference movement distance in step 1, reads it.
続いて、ステップ２で補正前の指定移動距離を所定の
加速度で移動するために必要な指定移動時間Ｔを以下の
ようにして求める。メモリ内を有している基準移動距離
を読み出し、指定移動距離から基準移動距離を減算し、
結果がプラスならば、この差を所定の最高速度Vmで割
り、それにtuとtdを加えることで指定移動時間Ｔを求め
る。また、前記結果がマイナスならばその比の平方根を
加速時間tuと減速時間tdの和に掛けることで指定移動時
間Ｔを求める。更に、ステップ３で、tu＋td＜Ｔなら
ば、所定の最高速度Vmでロボットが一定に動く動作時間
が存在するため、通常の位置決め処理つまり補正を掛け
ない処理（ステップ６）に進む。逆にtu＋td≧Ｔなら
ば、短距離移動と見なし、補正処理を行う。即ち、ステ
ップ４でＡをＡ＝［T/（tu＋td）］の計算式で計算する
とともに、このＡに対応するＢの値を第３図に示すテー
ブルから求める。なお、この補正用のデータテーブルの
Ｂの値は、速度曲線の形状によって変化するが、基準移
動距離の速度曲線形状を相以形に縮小してゆき（第５
図）、面積を保った状態でＶ方向に縮め、ｔ方向にのば
して基準移動距離の曲線の傾斜（加速度）に近づけるシ
ュミレーションにより、ほぼ基準移動距離の曲線に沿っ
たものにした時のＶ方向の縮小の割合を、相以形の割合
毎に設定し、得られたもので、立ち上がり時はモータの
最大トルク範囲で立ち上がり、停止時はオーバーシュー
トしないようにされたものである。また、Ａは速度曲線
SmとＳとの相以比でもある。Subsequently, in step 2, a designated movement time T required to move the designated movement distance before correction at a predetermined acceleration is obtained as follows. Read the reference movement distance having in the memory, subtract the reference movement distance from the specified movement distance,
If the result is positive, dividing this difference at a predetermined maximum speed V m, we obtain the specified moving time T by addition of t u and t d. Moreover, the results determine the designated moving time T by multiplying the sum of the square root of the ratio acceleration time if negative t u and deceleration time t d. Further, the process proceeds at step 3, if t u + t d <T, since there is the operation time of the robot moves at a constant predetermined maximum velocity V m, the normal positioning processing that is not subjected to correction (step 6) . If t u + t d ≧ T Conversely, regarded as short movement, performs the correction process. That is, the calculating the A by equation A = [T / (t u + t d)] in Step 4 is obtained from a table showing the values of B corresponding to the A in Figure 3. Although the value of B in the correction data table varies depending on the shape of the speed curve, the shape of the speed curve at the reference moving distance is reduced to a similar shape (fifth).
Figure), V direction when the shape is almost along the curve of the reference movement distance by a simulation in which the area is maintained, and the simulation is performed in the direction of V so as to approach the inclination (acceleration) of the curve of the reference movement distance by extending in the t direction. The ratio of the reduction is set for each ratio of the equivalent shape, and is obtained. In the startup, the motor starts in the maximum torque range of the motor, and when the motor stops, the motor does not overshoot. A is the speed curve
It is also the phase以比of the S m and S.
次に、このＡおよびＢの値を用いて、ステップ５で最
高速度、加速時間および減速時間を下記に示すように補
正する。Next, using the values of A and B, the maximum speed, acceleration time and deceleration time are corrected in step 5 as shown below.
最高速度＝Ｂ×Ａ×Vm 加速時間＝（A/B）×tu 減速時間＝（A/B）×td この補正処理によって得られた最高速度、加速時間お
よび減速時間に基づいて従来と同様の位置決め処理を行
う。Maximum speed = B x A x V m Acceleration time = (A / B) x tu Deceleration time = (A / B) x t d Conventionally based on the maximum speed, acceleration time and deceleration time obtained by this correction process The same positioning processing as described above is performed.
この処理により、第５図に示すような速度曲線が、第
４図に示すような速度曲線に補正される。図を比較して
わかるように、補正された曲線は基準移動距離を移動す
る場合の曲線の全て内側に入っている。基準移動距離を
移動する場合の曲線は、駆動源、機構系および停止振動
に関して最適に設定されたものであり、したがって、こ
の曲線よりも外側（上側）になることは、この最適に設
定された速度曲線から外れるということになり、速度の
変化がそれよりも急になることを示しており、加速度が
大きくなり、振動要因となる。By this processing, the speed curve as shown in FIG. 5 is corrected to the speed curve as shown in FIG. As can be seen by comparing the figures, the corrected curves are all inside the curves when moving the reference moving distance. The curve when moving the reference moving distance is optimally set with respect to the drive source, the mechanical system, and the stop vibration, and therefore, being outside (upper side) of this curve is the optimally set. The deviation from the speed curve indicates that the change in speed becomes steeper than that, and the acceleration increases, which causes vibration.
発明の結果 以上のように本発明の制御方法によると、速度時間変
化を曲線で制御する場合、ロボットアームの基準移動距
離において、ロボットアームが最高速度まで加速する時
間およびロボットアームが最高速度から停止まで減速す
る時間の合計値と、ロボットアームの指定移動時間との
割合、並びにこの割合に対して作成された補正用のデー
タテーブルとを使用して、ロボットアームの最適の最高
速度、加速時間および減速時間を決定するようにしたの
で、停止時の振動、モーターなどの駆動源に対する過負
荷、および機構系の疲労的破壊を防止し、最適な速度制
御を行うことができる。また、補正のパラメータをテー
ブルで記憶することにより、処理時間を短縮できるとと
もに、数種のテーブルを持つことにより、制御対象の変
化に対する対応も容易となる。As described above, according to the control method of the present invention, in the case where the speed time change is controlled by a curve, the time required for the robot arm to accelerate to the maximum speed and the robot arm to stop from the maximum speed at the reference movement distance of the robot arm. Using the total value of the time to decelerate to the robot arm and the ratio of the designated movement time of the robot arm, and the data table for correction created for this ratio, the optimum maximum speed of the robot arm, acceleration time and Since the deceleration time is determined, it is possible to prevent vibration at the time of stoppage, overload on a driving source such as a motor, and fatigue destruction of a mechanical system, and perform optimal speed control. In addition, by storing the correction parameters in a table, the processing time can be reduced, and by having several types of tables, it is easy to respond to changes in the control target.
第１図は本発明の一実施例における速度制御方法の原理
を説明する特性図、第２図は補正処理を行う場合のフロ
ーチャート、第３図は補正用テーブルの一例を示す図、
第４図は速度曲線の補正した速度曲線を示し、第５図は
補正していない速度曲線の一例を示す。 Sm……基準移動距離における速度曲線、Ｓ……指定移動
距離における速度曲線、Ｓ′……補正を行った速度曲
線。FIG. 1 is a characteristic diagram illustrating the principle of a speed control method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for performing a correction process, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correction table,
FIG. 4 shows a corrected speed curve of the speed curve, and FIG. 5 shows an example of an uncorrected speed curve. S m velocity curve at ...... reference movement distance, S ...... velocity curve at the specified travel distance, S '...... velocity compensation curve was performed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−264407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−112106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−83210（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/416 G05B 19/18 B25J 9/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-264407 (JP, A) JP-A-62-89119 (JP, A) JP-A-60-112106 (JP, A) 83210 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G05B 19/416 G05B 19/18 B25J 9/10
Claims (1)
動距離よりも短い距離を移動する場合において、ロボッ
トが基準移動距離を移動する場合におけるロボットの最
高速度までの加速時間および最高速度から停止するまで
の減速時間の合計値と、ロボットの指定移動時間との割
合、並びにこの割合に対して作成された補正用のデータ
テーブルとを使用して、基準移動距離よりも短い距離を
移動するロボットに適した最高速度、加速時間および減
速時間を決定するようにし、常に前記基準移動距離の速
度曲線の内側に前記短い距離の減速曲線が入るように補
正するロボットの移動制御方法。When a robot moves between two points by a distance shorter than a predetermined reference moving distance, the robot moves from the acceleration time to the maximum speed of the robot when the robot moves over the reference moving distance and the maximum speed. Using the ratio of the total value of the deceleration time before stopping to the designated movement time of the robot and the correction data table created for this ratio, the robot moves a distance shorter than the reference movement distance. A movement control method for a robot, wherein a maximum speed, an acceleration time, and a deceleration time suitable for the robot are determined, and a correction is made such that the deceleration curve of the short distance always falls within the velocity curve of the reference movement distance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255990A JP2918269B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Robot movement control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255990A JP2918269B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Robot movement control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226805A JPH03226805A (en) | 1991-10-07 |
| JP2918269B2 true JP2918269B2 (en) | 1999-07-12 |
Family
ID=12086219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2255990A Expired - Lifetime JP2918269B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Robot movement control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918269B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552507B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-04-22 | Seiko Epson Corporation | Motor velocity and acceleration determining method, acceleration/deceleration generating method, acceleration/deceleration controlling method, acceleration/deceleration controlling apparatus and motor controlling apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0160998B1 (en) * | 1992-09-18 | 1998-12-15 | 윤종용 | Robot trajectory planning method |
| WO2001043924A1 (en) | 1999-12-16 | 2001-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Controlling method and apparatus for positioning a robot |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2255990A patent/JP2918269B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6552507B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-04-22 | Seiko Epson Corporation | Motor velocity and acceleration determining method, acceleration/deceleration generating method, acceleration/deceleration controlling method, acceleration/deceleration controlling apparatus and motor controlling apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03226805A (en) | 1991-10-07 |
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