JP2921756B1 - ロボットの制御方法および制御装置 - Google Patents
ロボットの制御方法および制御装置Info
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Abstract
ットに急激な姿勢変化を生じさせないロボットの制御方
法および制御装置を提供する。 【解決手段】 ロボットアームの教示点間の移動を補間
指令値を用いて行う際、教示点近傍の姿勢に関する補間
指令値として、教示点近傍の補間指令値を重ね合わせに
より得られる補間指令値を用いるものである。
Description
および制御装置に関する。さらに詳しくは、ロボットに
急激な姿勢変化を生じさせないロボットの制御方法およ
び制御装置に関する。
ボットにおいては、ロボットアームの先端を所定経路上
を一定の速度で移動させる制御がなされている。この場
合、教示作業の容易なことおよび経路修正が容易なこと
より、教示の際には主要点のみを教示しておいて、直線
補間あるいは円弧補間などの方法により教示点間の位置
についての指令値(補間指令値)を所定時間間隔で算出
し、この補間指令値をロボットに入力してロボットを制
御することがなされている。この際に、同時に教示2点
間で姿勢角度変化を均等にするための姿勢についての補
間指令値を出力することもなされている。
均等に行うと、ロボットの各軸の角速度は、教示点を境
にして急激に変化する。このため、ロボットアームの先
端が等速になるような補間指令値がロボットに与えられ
ているにもかかわらず、ロボットの各軸は補間指令値ど
おりの動作をしないということになる。その結果、ロボ
ットアームの先端の動きは、滑らかさを欠くとともに、
その等速性も損なわれるということになる。
め、特開平4ー282706号公報には、ロボットのテ
ィーチング手段により教示されたロボットの位置、姿勢
および速度をティーチングデータ記憶部に記憶させ、位
置姿勢作成部において位置姿勢を求め、ロボット動作指
令作成部において、制御点速度は一定で、姿勢移動量に
基づいて姿勢角速度を加減速制御するロボットの動作指
令を作成し、ロボット制御装置に出力するロボットの制
御方法が提案されている。
においては、教示された位置、姿勢および速度のみによ
り処理しようとしているので(図6参照)、教示2点間
の姿勢変化量に伴うロボットの加減速度が、ロボットの
各軸の最大加減速度内であれば、その動作を滑らかにす
ることができるが、教示2点間の姿勢変化量に伴うロボ
ットの加減速度が、ロボットの各軸の最大加減速度を超
える場合には、その動作は滑らかでなくなる。
点間のロボットの動作を補間指令値により制御するロボ
ットの制御方法であって、ロボットを動作させる補間指
令値として、それ以前に算出された補間指令値の所要数
の平均値を用いること要旨とするロボットの制御方法お
よび制御装置について特許出願を行っている(特開平8
ー221111号)。
わるロボットの制御方法および制御装置においては、所
要数のデータの平均値を取って制御しているところか
ら、起動時にはデータを蓄積する必要がある。
術の課題に鑑みなされたものであって、ロボットを円滑
に起動できるとともに、ロボットに急激な姿勢変化を生
じさせないロボットの制御方法および制御装置を提供す
ることを目的としている。
方法は、教示点間のロボットの動作を補間指令値により
制御するロボットの制御方法であって、経路変更点近傍
におけるロボットの姿勢に関する補間指令値として、そ
の変更点近傍の姿勢に関する補間指令値を重ね合わせた
補間指令値を用い、位置に関する補間指令値として、ロ
ボットが起動されてから所定時間経過後に生成された位
置についての所要数の補間指令値の平均値を用いること
を特徴とする。
教示点間のロボットの動作を補間指令値により制御する
ロボットの制御方法に用いられる制御装置であって、前
記制御装置が、補間指令値生成部と、姿勢補間値修正手
段および位置補間値修正手段を有する補間指令値修正部
と、修正条件付与部とを備え、前記補間指令値修正部の
姿勢補間値修正手段により、前記補間指令値生成部で生
成された経路変更点近傍の姿勢に関する補間指令値が、
前記修正条件付与部から付与された条件に従って重ね合
わされた後、姿勢に関する補間指令値としてロボットに
入力され、前記補間指令値修正部の位置補間値修正手段
により、前記修正条件付与部から付与された条件に従っ
て、前記補間指令値生成部で生成された位置に関する補
間指令値が平均化されてその平均値が算出されて、その
平均値が補間指令値としてロボットに入力されることを
特徴とする。
路変更点前後の経路におけるロボットの動作時間の短い
方の1/2を超えないようにされている。
きく変化する教示点などの経路変更点近傍におけるロボ
ットの姿勢に関する補間指令値の重ね合わせを行ってい
るので、ロボットを円滑に起動できるとともに、ロボッ
トの各軸の急激な動作を回避させて滑らかな動作とする
ことができる。
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。
御装置を図1に示し、この制御装置1は、教示データを
記憶しておく教示データ記憶部2、補間指令値を生成す
る補間指令値生成部3、この補間指令値生成部3により
生成された補間指令値を修正する補間指令値修正部4お
よびこの補間指令値修正部4に修正条件を付与する修正
条件付与部5とを主要部として備えてなるものである。
的には、CPUを中心として、後述する処理に対応させ
た制御プログラム等が格納されたROM、RAM、入出
力インターフェース等を組み合わせることにより実現さ
れる。また、教示データ記憶部2は教示データを記憶す
るために従来よりロボットの制御装置に用いられている
もとの同様とされ、補間指令値生成部3は直線補間ある
いは円弧補間により補間指令値を生成する従来よりロボ
ットの制御装置に用いられているものとの同様とされて
いるので、以下においてその詳細な説明は省略されてい
る。
うにロボットの姿勢が急激に変化する個所に対する姿勢
に関する補間指令値として、補間指令値生成部3により
生成されたその個所の姿勢に関する補間指令値を重ね合
わせた補間指令値が生成される。
れた姿勢に関する速度指令値が、図2に示すようなもの
であるとすると、教示点P1,P2,P3の近傍の姿勢に
関する速度指令値として、重ね合わせにより生成された
補間指令値が用いられる。この重ね合わせは、例えば教
示点P0,P1間(以下、パス(経路)1という)の動作
時間をT1とし、教示点P1,P2間(以下、パス2とい
う)の動作時間をT2とすると、両動作時間T1,T2の
短い時間の1/2の範囲(以下、Trという)について
なされる。ここで、このTrを両動作時間T1,T2の短
い方の1/2とするのは、パス1およびパス2以外の補
間指令値の影響を排除するためである。例えば、教示点
P2,P3間(以下、パス3という)の補間指令値の影響
を排除するためである。したがって、このTrは教示点
前後のパスの動作時間の短い方の1/2以下とされてい
ればよく、1/2に限定されるものではなく1/3ある
いは1/4とされてもよい。ただし、このTrをあまり
短くすると重ね合わせた結果が滑らかにはならないの
で、あまり短くするのは好ましくない。
ね合わせについて説明する。
けるそれぞれの速度指令値vr1,vr2は、下記式1,2
により表される。
は、上記式1,2を加算した下記式3により得られる。
明する。ロボットの姿勢行例は一般に下記式4に示す行
列Sにより表される。
パス2の各姿勢行列S1tおよびS2tはそれぞれ下記式
5,6のようになる。
式7のようになる。
の各成分は下記各式8,9,10,11,12,13,
14により算出される。
は下記式15により表される。
位置に関する情報を付加した下記式16を逆変換するこ
とにより各軸の位置指令値が生成される。また、速度指
令値は位置指令値の差分として求められる。
などのように姿勢が大きく変化する近傍において、姿勢
に関する速度指令値としてその前後のパスにおける速度
指令値の重ね合わせにより得られた速度指令値を用いて
いるので、ロボットを円滑に起動できるとともに、ロボ
ットに急激な姿勢変化を生じさせないでロボットアーム
の先端を指定された経路に沿って移動させることができ
る。
御装置を図4に示し、この実施の形態2は実施の形態1
を改変したものであって、この制御装置1は、教示デー
タを記憶しておく教示データ記憶部2、補間指令値を生
成する補間指令値生成部3、この補間指令値生成部3に
より生成された補間指令値を修正する補間指令値修正部
4およびこの補間指令値修正部4に修正条件を付与する
修正条件付与部5とを主要部として備え、そしてこの補
間指令値修正部4に姿勢補間指令値修正手段41および
位置補間指令値修正手段42を有してなるものである。
この姿勢補間指令値修正手段41においては、実施の形
態1の補間指令値修正部4と同様にして姿勢に関する補
間指令値が重ね合わせにより修正される。
急激に変化する個所に対する補間指令値については、事
前に生成されている位置に関する補間指令値の所要数の
平均が算出され、その平均値が位置に関する補間指令値
として出力される。
値を補間指令値とすると、図5に示すように、指定経路
の内側を回るいわゆる内回り現像が生ずる。そのため、
アーク溶接ロボットのように、指定経路に従って忠実に
移動させる必要がある場合には、位置の補間指令値に対
しては平均化は行わない。
平均化を行うか否かの指示、平均化する際のサンプル数
の指示、あるいは平均化を開始するまでの所定時間の変
更などは修正条件付与部5により付与される。
る位置に関する補間指令値の平均化について、より具体
的に説明する。
行列を用いて下記式17のように表すことができる。
P(Px,Py,Pz)は、ロボットアームの先端の位置
を表し、またこの行列を構成している下記式18で表さ
れる3列3行の行列Sは、前述したようにロボットアー
ムの姿勢を表している。
指令値Htは、前述したように位置ベクトルPtと姿勢行
列Stとを用いて下記式19のように表される。
化した後の時刻tにおける位置の補間指令値Ptは下記
式20により表される。なお、式20中のnはサンプル
数を表す。ここで、サンプリングを行う補間指令値は、
教示2点間のものに限定されるものではなく、教示点を
超えてサンプリングしてもよい。
ットの各軸の位置に関する補間指令値が算出される。
関する補間指令値については、位置に関する補間指令値
の所要数の平均値を位置の補間指令値として、また姿勢
に関する補間指令値については実施の形態1と同様に重
ね合わせを行っているので、実施の形態1よりもさらに
ロボットの各軸の動きを滑らかにできる。
ボットを円滑に起動できるとともに、姿勢が大きく変化
してもロボットの各軸の動きを滑らかにすることができ
るという優れた効果が得られる。また、ロボットの各軸
の動きを滑らかにすることができるので、ロボットの各
軸の急激な動きに起因する、ロボットアーム先端の所定
軌道からのずれや速度変化を解消できるという効果も得
られる。
用いられる制御装置のブロック図である。
を模式図的に示すグラフであって、同(a)は位置速度
に関するものであり、同(b)は姿勢角速度に関するも
のである。
て、同(a)は重ね合わせ前の状態を示し、同(b)は
重ね合わせ後の状態を示す。
用いられる制御装置のブロック図である。
制御した場合に生ずる内回り現像の説明図である。
法によるロボットの軸の角速度の変化を示すグラフであ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 教示点間のロボットの動作を補間指令値
により制御するロボットの制御方法であって、 経路変更点近傍におけるロボットの姿勢に関する補間指
令値として、その変更点近傍の姿勢に関する補間指令値
を重ね合わせた補間指令値を用い、 位置に関する補間指令値として、ロボットが起動されて
から所定時間経過後に生成された位置についての所要数
の補間指令値の平均値を用いることを特徴とするロボッ
トの制御方法。 - 【請求項2】 前記重ね合わせの範囲が、前記経路変更
点前後の経路におけるロボットの動作時間の短い方の1
/2を超えないようにされていることを特徴とする請求
項1記載のロボットの制御方法。 - 【請求項3】 教示点間のロボットの動作を補間指令値
により制御するロボットの制御方法に用いられる制御装
置であって、 前記制御装置が、補間指令値生成部と、姿勢補間値修正
手段および位置補間値修正手段を有する補間指令値修正
部と、修正条件付与部とを備え、 前記補間指令値修正部の姿勢補間値修正手段により、前
記補間指令値生成部で生成された経路変更点近傍の姿勢
に関する補間指令値が、前記修正条件付与部から付与さ
れた条件に従って重ね合わされた後、姿勢に関する補間
指令値としてロボットに入力され、 前記補間指令値修正部の位置補間値修正手段により、前
記修正条件付与部から付与された条件に従って、前記補
間指令値生成部で生成された位置に関する補間指令値が
平均化されてその平均値が算出されて、その平均値が位
置に関する補間指令値としてロボットに入力されること
を特徴とするロボットの制御装置。 - 【請求項4】 前記重ね合わせの範囲が、前記経路変更
点前後の経路におけるロボットの動作時間の短い方の1
/2を超えないようにされていることを特徴とする請求
項3記載のロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5893198A JP2921756B1 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5893198A JP2921756B1 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2921756B1 true JP2921756B1 (ja) | 1999-07-19 |
JPH11237910A JPH11237910A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=13098588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5893198A Expired - Lifetime JP2921756B1 (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | ロボットの制御方法および制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2921756B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115319752A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-11 | 江苏小野智能装备有限公司 | 一种路径指令的叠加规划方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5565302B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-08-06 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの制御装置及びロボットの姿勢補間方法 |
JP5790840B2 (ja) * | 2014-06-10 | 2015-10-07 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの制御装置及びロボットの姿勢補間方法 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP5893198A patent/JP2921756B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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CN115319752A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-11 | 江苏小野智能装备有限公司 | 一种路径指令的叠加规划方法 |
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JPH11237910A (ja) | 1999-08-31 |
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