JP2947417B2 - ロボットの制御方法 - Google Patents
ロボットの制御方法Info
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- JP2947417B2 JP2947417B2 JP1308349A JP30834989A JP2947417B2 JP 2947417 B2 JP2947417 B2 JP 2947417B2 JP 1308349 A JP1308349 A JP 1308349A JP 30834989 A JP30834989 A JP 30834989A JP 2947417 B2 JP2947417 B2 JP 2947417B2
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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、与えられた手首姿勢を保持しながら、与え
られた軌跡を移動するロボットの制御方法に関する。
られた軌跡を移動するロボットの制御方法に関する。
従来の技術 組立作業、溶接作業等の作業をロボットで行わせる場
合、手首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡を移動す
る動作が必ず必要となる。この様な作業を行うロボット
の軸構成は、図１に示すように、基本３軸と手首３軸か
らなる６軸関節ロボットで、図１に示すロボットの手首
姿勢を定めるベクトル（f,g,h）で与えられた手首姿勢
から手首３軸の関節の角度を決定、また、与えられた軌
跡から基本３軸を決定するという方法でロボットを制御
するのが一般的である。
合、手首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡を移動す
る動作が必ず必要となる。この様な作業を行うロボット
の軸構成は、図１に示すように、基本３軸と手首３軸か
らなる６軸関節ロボットで、図１に示すロボットの手首
姿勢を定めるベクトル（f,g,h）で与えられた手首姿勢
から手首３軸の関節の角度を決定、また、与えられた軌
跡から基本３軸を決定するという方法でロボットを制御
するのが一般的である。
発明が解決しようとする課題 ところが、この様な手首の軸は、J5＝０のとき、J4軸
とJ6軸が同一軸線上となり手首２軸（J4,J6軸）の値が
無限に存在するという特異点が存在し、この特異近傍で
前記一般的な制御方法をロボットに適用した場合、手首
軸が異常動作し、与えられた軌跡から外れるような現象
が発生する。従って、従来、特異点近傍の動作はエラー
処理し、動作できないようにしていた。
とJ6軸が同一軸線上となり手首２軸（J4,J6軸）の値が
無限に存在するという特異点が存在し、この特異近傍で
前記一般的な制御方法をロボットに適用した場合、手首
軸が異常動作し、与えられた軌跡から外れるような現象
が発生する。従って、従来、特異点近傍の動作はエラー
処理し、動作できないようにしていた。
本発明は、手首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡
を移動する場合、特異点通過時でも与えられた軌跡から
外れることなく滑らかに通過出来るロボットの制御方法
を提供することを目的とする。
を移動する場合、特異点通過時でも与えられた軌跡から
外れることなく滑らかに通過出来るロボットの制御方法
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、最先位置に存在する手首が、図１に示すロ
ボットの手首姿勢を定めるベクト（f,g,h）で与えられ
た手首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡を移動す
る、基本３軸と手首３軸の構成を有する６軸関節ロボッ
トの制御方法において、ロボットの手首姿勢を定めるベ
クトル（f,g,h）で与えられた手首姿勢を定めるベクト
ル（f,g,h）を計算し、手首１軸を指定値とし、基本３
軸と残る手首２軸の５軸関節で、与えられた軌跡上へ移
動した場合の手首姿勢ベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を計算
し、前記与えられた手首姿勢を定めるベクトル（f,g,
h）に、前記基本３軸と手首２軸の５軸関節での手首姿
勢ベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を近づけるように、手首姿
勢を定めるベクトル（f,g,h）を再計算していくことを
特徴とするロボットの制御方法である。
ボットの手首姿勢を定めるベクト（f,g,h）で与えられ
た手首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡を移動す
る、基本３軸と手首３軸の構成を有する６軸関節ロボッ
トの制御方法において、ロボットの手首姿勢を定めるベ
クトル（f,g,h）で与えられた手首姿勢を定めるベクト
ル（f,g,h）を計算し、手首１軸を指定値とし、基本３
軸と残る手首２軸の５軸関節で、与えられた軌跡上へ移
動した場合の手首姿勢ベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を計算
し、前記与えられた手首姿勢を定めるベクトル（f,g,
h）に、前記基本３軸と手首２軸の５軸関節での手首姿
勢ベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を近づけるように、手首姿
勢を定めるベクトル（f,g,h）を再計算していくことを
特徴とするロボットの制御方法である。
作用 本発明は、このように手首１軸を指定値として手首姿
勢を定めるベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を与えられた手首
姿勢を定めるベクトル（f,g,h）に近づくように計算す
るので、与えられた手首姿勢を保持しながら、与えられ
た軌跡を移動する場合、特異的による動作不能域が無く
なる。
勢を定めるベクトル（ｆ＊,g＊,h＊）を与えられた手首
姿勢を定めるベクトル（f,g,h）に近づくように計算す
るので、与えられた手首姿勢を保持しながら、与えられ
た軌跡を移動する場合、特異的による動作不能域が無く
なる。
実施例 以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明のロボットの制御方法にかかる一実
施例を示すために使用した６軸関節ロボットで、基本３
軸の関節は下からJ1、J2、J3で、手首３軸の関節は下か
らJ4、J5、J6で示してある。指定値となる手首１の関節
は今仮にJ4とする。
施例を示すために使用した６軸関節ロボットで、基本３
軸の関節は下からJ1、J2、J3で、手首３軸の関節は下か
らJ4、J5、J6で示してある。指定値となる手首１の関節
は今仮にJ4とする。
第２図は、本発明にかかる上記実施例のフローチャー
ト、すなわち、与えられた軌跡を移動する場合、特異点
通過時でも与えられた軌跡から外れることなく滑らかに
通過するように制御する方法を示したものである。
ト、すなわち、与えられた軌跡を移動する場合、特異点
通過時でも与えられた軌跡から外れることなく滑らかに
通過するように制御する方法を示したものである。
次に、姿勢を近づける具体的な方法を以下に説明す
る。
る。
＜与えられた手首姿勢＞ このロボットは、手首姿勢が一定のまま（＝手首が常
に同一方向を向いている）、手首先端（手先）が所定の
軌跡上を移動するものである。
に同一方向を向いている）、手首先端（手先）が所定の
軌跡上を移動するものである。
「手首姿勢が一定」とは、手首が常に向いている方向
が一定であるということである。
が一定であるということである。
そこで、その「一定」なる方向をベクトルで定める。
＜ステップ１＞ 仮に、このベクトルを（f0、g0、h0）とする。このと
き、手先はX0なる点に存在するとする。
き、手先はX0なる点に存在するとする。
なお、第１図の記載ではfghの座標系が、部分座標系
であるかのような誤解を招くが、fgh座標系はロボット
全体における全体座標を示す。
であるかのような誤解を招くが、fgh座標系はロボット
全体における全体座標を示す。
＜ステップ２＞ J4を、ステップ１の時の値（もしくは適当な値）J4^
に固定する。
に固定する。
次に、手先を所定の軌跡上で移動させる場合を考え
る。
る。
（X0→X1） なお、以降のステップでは実際にロボットを動かすこ
とはせず計算のみ行う。
とはせず計算のみ行う。
手首（J4^、J5,J6）を固定したまま、手先がX1に位置
するように移動したときを仮想し、このときのJ1（＝J
1′）、J2（＝J2′）、J3（＝J3′）を計算で求める。
するように移動したときを仮想し、このときのJ1（＝J
1′）、J2（＝J2′）、J3（＝J3′）を計算で求める。
＜ステップ３＞ J1′、J2′、J3′、J4^、J5、J6を用いて、このとき
の手首姿勢ベクトル（f1、g1、h1）を計算で求める。
の手首姿勢ベクトル（f1、g1、h1）を計算で求める。
＜ステップ４＞ J5を色々変化させて、（f1、g1、h1）が（f0、g0、
h0）に上記条件の中で最も近くなる値（＝J5′）を計算
で求める。
h0）に上記条件の中で最も近くなる値（＝J5′）を計算
で求める。
なお、「ベクトルが近い」とは、２つのベクトルがな
す角度が最も小さい、という意味である。
す角度が最も小さい、という意味である。
すなわち、ステップ４では、ベクトル（f1、g1、h1）
とベクトル（f0、g0、h0）のなす角度を、J5を変数とす
る数式で表し、角度が最小になるJ5の値（＝J5′）を求
めている。
とベクトル（f0、g0、h0）のなす角度を、J5を変数とす
る数式で表し、角度が最小になるJ5の値（＝J5′）を求
めている。
なお、J5をJ5′としたとき、ほとんどの場合、もはや
手先はX1には存在しない。
手先はX1には存在しない。
＜ステップ５＞ 以後、ステップ２〜４と同様の作業を繰り返すことに
なる。
なる。
手先を所定の軌跡の上で移動させる場合を考える（X0
→X1）。
→X1）。
手首（J4^,J5′,J6）を固定したまま、手先がX1に位
置するように移動したときを仮想し、このときのJ1（＝
J1″）、J2（＝J2″）、J3（＝J3″）を計算で求める。
置するように移動したときを仮想し、このときのJ1（＝
J1″）、J2（＝J2″）、J3（＝J3″）を計算で求める。
＜ステップ６＞ J1″、J2″、J3″、J4^、J5′、J6を用いて、このと
きの手首姿勢ベクトル（f2、g2、h2）を計算で求める。
きの手首姿勢ベクトル（f2、g2、h2）を計算で求める。
＜ステップ７＞ J6を色々変化させて、（f2、g2、h2）が（f0、g0、
h0）に最も近くなる値（＝J6″）を計算で求める。
h0）に最も近くなる値（＝J6″）を計算で求める。
＜ステップ８＞ 手先を所定の軌跡上で移動させる場合を考える（X0→
X1）。
X1）。
手首（J4^,J5′,J6″）を固定したまま、手先がX1に
位置するように移動したときを仮想し、このときのJ1
（＝J10）、J2（＝J20）、J3（＝J30）を計算で求め
る。
位置するように移動したときを仮想し、このときのJ1
（＝J10）、J2（＝J20）、J3（＝J30）を計算で求め
る。
＜最終結果＞ ステップ１−８によって、J1〜J6の値がそれぞれ、J1
0、J20、J30、J4^、J5′、J6″に定まる。
0、J20、J30、J4^、J5′、J6″に定まる。
なお、上記実施例では、指定値とする軸をJ4とした
が、必ずしもこれに限らず、J5,J6でも勿論よい。
が、必ずしもこれに限らず、J5,J6でも勿論よい。
また、手首軸J4の次にJ5を計算したが、必ずしもこの
ように順次計算せず、手首軸J4の次にJ6軸を計算しても
勿論よい。
ように順次計算せず、手首軸J4の次にJ6軸を計算しても
勿論よい。
発明の効果 以上述べたように、本発明は、与えられた手首姿勢を
保持しながら、与えられた軌跡を移動する場合、特異点
近傍でエラー処理しないため、可動範囲内における動作
範囲の拡大となり、教示性能の大きな向上を実現でき
る。
保持しながら、与えられた軌跡を移動する場合、特異点
近傍でエラー処理しないため、可動範囲内における動作
範囲の拡大となり、教示性能の大きな向上を実現でき
る。
第１図は、本発明にかかるロボットの制御方法の一実施
例で使用した６軸関節ロボットのシンボル図、第２図
は、同実施例で使用した具体的なロボットの制御方法を
示すフローチャートである。 J1、J2、J3……基本３軸、J4、J5、J6……手首３軸。
例で使用した６軸関節ロボットのシンボル図、第２図
は、同実施例で使用した具体的なロボットの制御方法を
示すフローチャートである。 J1、J2、J3……基本３軸、J4、J5、J6……手首３軸。
Claims (1)
- 【請求項１】最先位置に存在する手首が、与えられた手
首姿勢を保持しながら、与えられた軌跡を移動する、基
本３軸と手首３軸の構成を有する６軸関節ロボットの制
御方法において、与えられた手首姿勢を定めるベクトル
を計算し、手首１軸を指定値とし、基本３軸と残る手首
２軸の５軸関節で、与えられた軌跡上へ移動した場合の
手首姿勢ベクトルを計算し、前記与えられた手首姿勢を
定めるベクトルに、前記基本３軸と手首２軸の５軸関節
での手首姿勢ベクトルを近づけるように、手首姿勢を定
めるベクトルを再計算していくことを特徴とするロボッ
トの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308349A JP2947417B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308349A JP2947417B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | ロボットの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170282A JPH03170282A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2947417B2 true JP2947417B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=17979994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1308349A Expired - Fee Related JP2947417B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947417B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4060393B2 (ja) * | 1996-01-24 | 2008-03-12 | 三菱電機株式会社 | ロボットの速度演算装置、およびロボットの速度演算方法 |
| CN105437235A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-03-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种奇异点区域减速保护方法、系统和工业机器人 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6364101A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-22 | Fujitsu Ltd | ロボツトの姿勢決定方式 |
| JPS63132307A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-04 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1308349A patent/JP2947417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03170282A (ja) | 1991-07-23 |
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Legal Events
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